Pérenniser la production : les Systèmes de Fabrication Flexibles (FMS) pilotent le succès de la fabrication hybride

En tant que fournisseur d'équipements et de logiciels d'automatisation, notre entreprise est immergée dans cette révolution continue, pilotée par les données, et nous anticipons une nouvelle tendance : nos clients n'automatisent pas seulement leurs méthodes soustractives traditionnelles, ils cherchent aussi à automatiser leurs processus de fabrication hybride (processus combinés additifs et soustractifs) pour tirer parti du principal avantage de tout système de fabrication flexible (FMS) : établir un processus et un flux de production fiables et constants qui peuvent fonctionner 24/7.

L'industrie aérospatiale sera parmi les premières à adopter le FMS de fabrication hybride. L'industrie médicale suit de près car beaucoup de ses applications sont bien adaptées à un processus hybride à haute production. Une configuration FMS de fabrication hybride aura des similarités et des différences avec un FMS d'usinage soustractif conventionnel. Les points communs incluent les aspects numériques — tels que la préparation des fichiers de pièce et de bridage, la liaison avec un système ERP pour la priorisation de l'ordonnancement et l'inventaire de matière, et la connexion avec le contrôleur FMS qui dirige la sélection, la surveillance, l'analyse et le changement des conditions.

Les différences dans un FMS hybride résideront principalement dans les aspects de manipulation des pièces. Par exemple, il n'y aura probablement pas de stockeur de palettes avec une grue comme dans les cellules soustractives. Le dispositif de manipulation au niveau système hybride est typiquement un robot industriel. Des robots avec doigts ou pinces dédiés déplaceront d'abord la plaque de construction et après le retrait de la pièce, la pièce individuelle de machine en machine.

Nous prévoyons des processus qui seront nécessaires pour qu'un client les inclue dans de futures applications FMS hybrides et d'autres qui seront intéressants et potentiellement bénéfiques pour le client à intégrer. Tout dépend de la famille d'applications et de la motivation de l'entreprise à devenir aussi automatisée que possible, citant souvent la grande inconnue — la disponibilité de personnel qualifié dans le futur — comme l'un des principaux moteurs de l'automatisation.

Les fonctions nécessaires incluraient toute la préparation des données de pièce mentionnée ci-dessus ; le déconditionnement (retrait de la pièce de la poudre plus recyclage de la poudre) ; le retrait des structures de support et de la plaque de construction ; le traitement thermique/relâchement des contraintes ; et la finition de surface, comme le grenaillage.

Si la pièce est critique, les fonctions optionnelles qui peuvent être intégrées pourraient inclure toutes les activités d'assurance qualité pour le matériau en poudre, comprenant la sélection de poudre, séchage, tamisage, remplissage du réservoir de poudre de la machine et élimination de la poudre. Les actions principales d'assurance qualité seront faites sur la pièce terminée, qui est alors prête à être transportée vers l'assemblage (qui peut aussi être automatisé en aval).

L'application hybride est prête maintenant

Les pales de turbine aérospatiale sont une application hybride clé prête pour l'automatisation maintenant. La pale est fabriquée couche par couche en utilisant le frittage laser direct de métal. La poudre est composée d'Inconel, le superalliage à base de nickel-chrome utilisé dans les moteurs d'avion. Dans ce cas, la pièce est transportée sur une plateforme de la machine additive aux stations suivantes. Les structures de support d'impression sont automatiquement coupées et la pale de turbine est déconditionnée et détachée de la plaque de construction par un robot.

La pale détachée obtient ses opérations secondaires traitées automatiquement en utilisant une variété d'outils de finition. Même les doigts du robot sont imprimés en 3D en utilisant une poudre à base d'aluminium, fournissant le ratio optimal poids/rigidité. Les inserts de doigts imprimés en 3D et le bridage de pièce sont assortis avec la géométrie complexe « fir-tree » (en sapin) précisément pour une prise solide et fiable.

Nous voyons l'automatisation complète du processus hybride à l'horizon. La mise en œuvre d'un FMS pour la fabrication hybride offre les avantages de délais plus courts, aucun outillage sophistiqué requis et un flux de production hautement stable et constant — 24/7.