5 domaines problématiques incontournables dans le travail des métaux

Il y a beaucoup à savoir sur le travail des métaux. Lorsque des problèmes surviennent, que faites-vous? Nous parlons aux spécialistes qui ont en moyenne plus de 20 ans d'expérience pour trouver les meilleures solutions aux problèmes courants de travail des métaux et d'usinage.

Quels sont les principaux défis de la métallurgie ? Nous avons récemment parlé à trois spécialistes du travail des métaux de MSC, Ray Gavin, Terry Stahl et Don Branum, pour découvrir quels types d'usinage, d'outillage et de processus les défis auxquels leurs clients rencontrent et comment ils les aident à trouver des moyens de surmonter les problèmes. Les spécialistes du travail des métaux de MSC travaillent en étroite collaboration avec leurs clients respectifs pour trouver les meilleures solutions indépendantes des fournisseurs aux problèmes d'usinage, d'outillage, de maintenance des fluides et de productivité.

Voici un aperçu des cinq principaux domaines dans lesquels les spécialistes du travail des métaux MSC rencontrent régulièrement des problèmes.

1. Matériaux de travail des métaux

Un large éventail de matériaux à base de métaux sont utilisés dans la fabrication aujourd'hui, notamment :les fontes et fontes ductiles, l'acier à faible teneur en carbone, l'acier allié, l'acier à outils, l'acier cémenté, l'acier inoxydable, les superalliages et les alliages à haute température. Chacune de ces catégories de matériaux usine différemment en fonction de leurs structures. Souvent, les spécialistes du travail des métaux aident à sélectionner le substrat en carbure, les revêtements, la géométrie de plaquette ou de carbure monobloc appropriés avec la bonne préparation des arêtes, en s'assurant qu'ils disposent du meilleur outil pour une opération.

"L'un des gros problèmes que je vois est que les clients peuvent savoir qu'ils ont besoin d'un certain type d'outil de coupe, mais ils ne réalisent pas nécessairement qu'ils ont besoin de la bonne nuance conçue pour couper le titane ou l'Iconel ou d'autres aciers durs", explique Terry. Stahl, un spécialiste du travail des métaux MSC basé à San Antonio. Stahl travaille dans le secteur de la métallurgie depuis plus de 30 ans, dont 22 ans dans l'aérospatiale. Stahl dessert de nombreux fabricants de produits médicaux dans les régions de l'est du Texas et du nord de la Louisiane. Ses clients utilisent beaucoup de superalliages. Ces métaux durs sont ceux où la plupart des spécialistes voient leurs clients avoir des problèmes.

"Certains clients brûlent leurs fraises en bout et brûlent leurs inserts parce qu'ils ne les utilisent pas correctement [pour le matériau qu'ils utilisent]", explique Stahl. «Nous voyons principalement des problèmes de programmation. Souvent, nous voyons beaucoup d'opérations supplémentaires dont ils n'ont pas besoin, nous pouvons donc les aider à éliminer certaines étapes."

En supprimant les trajectoires d'outils et les étapes opérationnelles inutiles, Stahl affirme qu'ils peuvent contribuer à augmenter la durée de vie de l'outil et à réduire le temps nécessaire à la fabrication de pièces.

"Dans de nombreux magasins, j'ai pu contribuer à réduire considérablement leurs heures supplémentaires", déclare Stahl. "Comment? En réduisant le temps de cycle et en augmentant les parties où ils n'ont pas à passer 10 heures par semaine pour en tirer le même montant."

2. Fluides de nettoyage et de coupe pour liquide de refroidissement

Selon les spécialistes, un liquide de refroidissement propre avec une concentration appropriée augmente et stabilise la durée de vie de l'outil. Une concentration correcte et un entretien mensuel du liquide de refroidissement augmenteront la durée de vie de l'outil, élimineront la formation de mousse, les odeurs ou les dermatites endommageant la peau.

Pour mieux comprendre les problèmes de liquide de refroidissement, voici un exemple concret de Ray Gavin, qui dessert la région du sud-est de la Floride. Gavin a 40 ans d'expérience dans l'usinage et le travail des métaux.

L'un de ses clients, un constructeur aérospatial d'Orlando, gère une opération 24h/24 et 7j/7 et avait un problème en deux parties avec le liquide de refroidissement. Premièrement, les pièces étaient tachées par un résidu à base d'huile dans la machine, et deuxièmement, ils devaient ensuite apporter ces pièces à une station de lavage pour nettoyer les pièces teintées d'huile.

"Nous avons apporté un liquide de refroidissement synthétique et l'avons testé pendant trois mois sur une machine très utilisée sur laquelle ils ont fabriqué de nombreuses pièces", explique Gavin. "Cela s'est très bien passé :ils n'avaient plus de dermatite, ils n'avaient plus de marques ni de taches sur les pièces, et ils ont donc découvert qu'ils pouvaient retirer les pièces de la machine beaucoup plus propre."

Le verre sur le capot de la machine était également plus propre. Ils pouvaient maintenant voir que les pièces étaient rendues beaucoup plus faciles. Le résidu d'huile avait disparu, complètement. L'un des meilleurs résultats de cet essai, selon Gavin, est que ce fabricant a pu sauter et éliminer tout un processus maintenant. L'opération de lavage et de soufflage pour nettoyer les pièces n'était plus nécessaire. Cela a permis à l'entreprise d'économiser environ 20 minutes par pièce rien que pour l'opération de nettoyage, et elle l'a fait environ cinq fois par jour sur une journée de 24 heures, ce qui lui a permis d'économiser environ 100 $ par jour, soit 36 500 $ pour l'année.

Le succès de l'essai initial a conduit à un projet plus vaste qui a déployé le même liquide de refroidissement synthétique sur environ 20 machines CNC. Le résultat? Des économies globales de 40 000 $ par an sur le liquide de refroidissement, car ils avaient besoin de moins de liquide de refroidissement qu'auparavant, ainsi que des économies de 6 000 $ par an sur l'entretien du puisard, car il était beaucoup plus propre, et 4 000 $ économisés sur la gestion des déchets.

Qu'est-ce que l'avenir apportera aux fluides ? Lisez "L'avenir des fluides pour le travail des métaux, des lubrifiants pour machines et des liquides de refroidissement."

3. Fixation et serrage

Le temps d'installation et l'utilisation de fixations peuvent prendre beaucoup de temps. Des temps d'installation plus courts génèrent des avantages en termes de coûts. Selon les spécialistes, les applications de tournage et de fraisage peuvent être converties en fixations rapides et précises à changement rapide avec une répétabilité et une précision élevées pour garantir une productivité de haute qualité.

"De plus en plus de production en moins de temps" est le mantra. La recherche d'une productivité plus élevée est le moteur de cette tendance en matière de solutions.

"Plus votre serrage est rigide, plus vos pièces seront précises", déclare Stahl. "De plus, vous pouvez travailler à des vitesses et des avances plus élevées... Le maintien de la pièce est un gros problème, en particulier dans le domaine du fraisage. C'est également important pour le tournage, mais il y a beaucoup de pression latérale dans le fraisage des outils de coupe."

4. Technologie et innovation du travail des métaux

Le rythme du changement est difficile à suivre pour de nombreux magasins. Heureusement, la technologie peut aider les clients à compenser les défis liés au déficit de compétences, s'ils savent comment exploiter la technologie. Les spécialistes du travail des métaux, avec des partenaires clés en matière d'outillage et d'usinage, peuvent aider à montrer aux clients comment utiliser l'innovation à leur avantage. Si un atelier ne peut pas embaucher suffisamment de nouveaux machinistes, l'innovation et la technologie pourraient bien aider.

"La technologie évolue si rapidement, et les clients comptent sur nous pour les aider à leur montrer les dernières innovations en matière d'outillage dans l'industrie", déclare Stahl.

Comment la technologie et l'innovation changent-elles l'usinage pour les clients ? D'une part, cela leur permet d'utiliser des outils plus intégrés avec des fonctionnalités plus approfondies. Par exemple, Stahl dit qu'il est souvent en mesure d'aider les clients qui ont des machines à 5 axes à trouver un outil qui effectue plusieurs tâches, ce qui améliore la production et fait gagner du temps. Il existe des perceuses, par exemple, qui peuvent percer, fraiser et chanfreiner, explique Stahl. Dans le passé, il s'agissait de trois outils distincts.

"Nous examinons les choses de manière objective et nous ne sommes pas liés à un seul fabricant", déclare Branum. "Aucun fabricant n'aura le meilleur de tout."

5. Améliorations des processus et des programmes

Changer les processus d'usinage ou d'outillage vers un taux d'enlèvement de métal plus élevé peut vraiment faire une différence sur le résultat net. En améliorant la productivité avec des trajectoires d'outil appropriées, la profondeur des coupes, la vitesse et les avances, les nuances de carbure et les géométries, les coûts peuvent être réduits et plus d'heures peuvent être consacrées à la production de pièces.

Voici plusieurs exemples qui montrent l'impact sur les résultats et l'amélioration des processus avec des changements souvent très simples dans les outils ou les approches.

Un client pétrolier et gazier qui fabriquait une pièce de 8 ½ pouces de diamètre a réalisé une amélioration de processus de 877 %, avec une économie de 891 000 $ par an, en passant d'une plaquette de coupe en carbure à une plaquette en céramique. Le client est passé de 80 pieds de surface par minute avec une plaquette en carbure à 625 pieds de surface par minute avec l'outil en céramique.

"C'était un gain de temps considérable", déclare Branum, qui est également basé dans la région du Sud-Est, en Alabama, et qui travaille chez MSC depuis neuf ans. "Le gain de temps le plus important a été l'amélioration du temps de cycle, car nous pouvions exécuter la pièce beaucoup plus rapidement, à une surface plus élevée."

Voici une autre expérience client. Un fabricant aérospatial dispose d'un service d'ébavurage de cinq personnes qui effectuait manuellement l'ébavurage sur les pièces, explique Gavin. Cela peut sembler peu de passer de cinq minutes d'ébavurage manuel à une minute d'ébavurage avec une meule convolutée, mais le temps peut s'accumuler. Cet atelier fabriquait environ 3 600 pièces par an, donc à cinq minutes par pièce, le fabricant consacrait environ 18 000 minutes à l'ébavurage par an et pouvait désormais ébavurer en 3 600 minutes pendant 12 mois avec la meule, ce qui permettait à l'entreprise d'économiser environ 20 000 $ par an. , selon Gavin.

Le même atelier aérospatial fabrique également des pièces moulées en forme de U nécessitant un ébavurage. Ce même service d'ébavurage de cinq personnes a ébavuré manuellement ces pièces moulées à un rythme d'environ 15 minutes, mais Gavin leur a fait essayer une roue à poils avec des filaments, et le temps est tombé à cinq minutes. Ainsi, le fabricant a économisé 10 minutes par pièce, et ce temps gagné a libéré son service d'ébavurage d'environ 65 %, soit 900 heures. Elle a également permis de réaliser des économies d'environ 51 000 USD.

Dans quel domaine de la métallurgie rencontrez-vous le plus de problèmes dans aujourd'hui ? Partagez vos histoires.