Pourquoi l'usinage manuel reste vital dans la fabrication moderne

Quel est l'avenir de l'usinage manuel ? Comment l'usinage manuel est-il utilisé pour enseigner la prochaine génération d'opérateurs machine, programmeurs CNC et ingénieurs processus aujourd'hui ? Nous avons interrogé des professionnels de la fabrication et instructeurs de différentes régions pour le découvrir.

L'usinage manuel existera-t-il encore dans le futur ? Pour l'apprentissage des fondamentaux, tous les professionnels de l'industrie que nous avons interviewés disent qu'il est encore essentiel.

Alors que l'automatisation devient de plus en plus centrale dans la fabrication, les compétences technologiques jouent un rôle principal. Mais il y a des dynamiques entre la fabrication physique de pièces, les capacités d'une machine, et les logiciels de programmation et modélisation qui nécessitent encore une compréhension des pratiques manuelles.

Mais va-t-il changer dans le futur ? Les analystes de l'industrie croient que l'automatisation changera les fonctions et rôles sur le long terme.

« [M]oins de 5 % des occupations peuvent être entièrement automatisées en adaptant la technologie actuellement démontrée », écrit McKinsey dans son article « Human + Machine: A New Era of Automation in Manufacturing ». « Cependant, environ 60 % d'entre elles pourraient avoir 30 % ou plus de leurs activités constitutives automatisées. En d'autres termes, juste en adaptant et intégrant la technologie actuelle, l'automatisation pourrait changer — au moins à un certain degré — la majorité des occupations. »

Les collèges techniques, programmes de quatre ans et les fabricants eux-mêmes sont désireux de s'adapter — mais ils sont aussi encore ancrés dans la réalité d'aujourd'hui : Les gens sont toujours au cœur de la fabrication. La demande pour une main-d'œuvre qualifiée nécessite un ensemble hybride de compétences technologiques incluant la programmation machine et la connaissance critique de la fabrication de pièces à l'intérieur d'une machine. Cela ne va pas disparaître — même si l'automatisation peut aider à affiner les processus et combler les lacunes, les fabricants auront toujours besoin de résolveurs de problèmes. Et les problèmes ne peuvent être résolus qu'avec une solide compréhension des fonctions et résultats, disent les experts.

Comment pouvez-vous aider à trouver les compétences dont vous avez besoin ? Lisez « This MFG Day: Shrink the Skills Gap, Hire Apprentices. »

Exploiter les fraiseuses manuelles pour enseigner les fondamentaux

Joe Vanstrom est conférencier à Iowa State University dans le programme de fabrication industrielle et enseigne professionnellement depuis 12 ans. Il est un grand croyant dans l'apprentissage des fondamentaux de la fabrication de pièces et de comment les machines fonctionnent.

« Pour chaque étudiant, je les fais tourner un arbre à étages », dit Vanstrom. « Juste pour qu'ils comprennent prendre une passe sur un diamètre ou comment usiner la face d'une pièce, parce que si vous ne comprenez pas la dynamique entre vos outils, votre pièce et les capacités de la machine, vous allez casser beaucoup d'outils avant d'obtenir une bonne pièce. »

Il est aussi important de comprendre les limitations de la performance de débit d'une machine et sa capacité à gérer différentes longueurs d'outils — et d'autres caractéristiques de fabrication de pièces. Quand les étudiants et apprentis machinistes comprennent mieux comment les machines fonctionnent et comment les pièces sont physiquement faites à la main, ils peuvent plus facilement prendre en compte les paramètres nécessaires lors de la programmation et la conception de trajectoires d'outils sur des machines CNC plus grandes et plus avancées, explique Vanstrom.

Jose Anaya, doyen de la communauté et de l'avancement étudiant au El Camino College à Los Angeles, est d'accord. Les étudiants d'aujourd'hui sont très visuels et gravitent vers la modélisation 3D et les ordinateurs et sont très intéressés par la fabrication additive par impression 3D — mais apprendre comment faire des pièces et utiliser leurs mains avec des outils sont vraiment importants pour être d'abord un technicien en fabrication, dit Anaya.

« Il faut connaître les bases », dit-il. « Mais nous emmenons les étudiants sur un chemin vers l'avancement avec des machines de niveau supérieur et l'automatisation. »

À cette fin, El Camino College enseigne aux étudiants comment se sentir à l'aise avec les cobots et la robotique qui effectuent des tâches « pick and pull » — et comment gérer la programmation et l'ingénierie processus derrière. Et les fabricants demandent ces compétences des apprentis et nouvelles embauches, dit Anaya. El Camino participe au programme de pré-apprentissage Aero-Flex avec Northrop Grumman et de nombreuses autres entreprises aérospatiales en Californie du Sud.

« Après quelque expérience, un opérateur peut commencer à entendre la machine différemment », dit Vanstrom. « Ils commencent à capter qu'une machine ne sonne pas bien, quand les outils s'usent ou si le pH est décalé dans le pourcentage de liquide de refroidissement... Ces choses aident l'opérateur à comprendre comment tirer le maximum du travail de leur machine. »

Fondamentalement, ces programmes veulent s'assurer que leurs étudiants comprennent comment faire de bons copeaux, comment faire durer les outils et comment obtenir et identifier de bonnes finitions de surface.

L'automatisation et le logiciel de fabrication rendent-ils les choses trop faciles ?

Le logiciel de fabrication et l'automatisation rendent-ils les choses trop simples et push-button ? Parfois ça peut, mais il y a un équilibre entre la technologie étant utile et elle étant excessive.

« Oui, mais c'est une chose bonne et positive », dit Anaya. « Mais la fausseté de cela est que vous devez encore comprendre ce que vous faites — et ce qui se passe derrière le logiciel. »

Le logiciel de productivité et autre automatisation ne sont pas toujours la solution exacte — si vous ne savez pas comment les appliquer correctement à vos besoins commerciaux exacts. Exemple : Un des partenaires de fabrication d'El Camino College, un petit fabricant aérospatial à Gardena, Californie, a acheté un logiciel qui n'a pas répondu à ses besoins — et est revenu à faire les choses manuellement. Après avoir travaillé avec El Camino, l'entreprise a trouvé la bonne façon d'appliquer le logiciel — et l'a finalement fait fonctionner. Mais cela a pris du repensé et de l'effort pour mettre ses processus au point.

« Le logiciel le rend meilleur, mais je ne pense pas qu'il le rende trop facile », dit Kyle Lattenhauer, superviseur ingénierie fabrication pour deux divisions de Young & Franklin et Tactair à Liverpool, New York. Ces deux divisions fabriquent des pièces de contrôle de fluide pour les segments génération d'énergie et aérospatial. Lattenhauer a plus de 25 ans d'expérience en fabrication.

« Le logiciel est la connexion nécessaire », dit-il. « Mais je peux vous dire qu'il y a des gens dans cet atelier qui seront en désaccord avec moi... certaines personnes qui font les choses de la même façon ici depuis 20 ans et ne peuvent pas voir comment le logiciel [et l'automatisation] ne les remplace pas. »

Alors pourquoi l'utiliser ? Utiliser le logiciel et les pratiques d'automatisation est plus efficace. Vous pouvez faire des caractéristiques plus complexes beaucoup plus facilement et raisonnablement, explique-t-il.

« Vous avez beaucoup plus de liberté une fois que vous comprenez la machine pour faire des pièces uniques avec précision », dit Lattenhauer. « Avant, ça prenait des semaines pour faire une pièce... Il y avait juste tellement de mises en place — surtout du côté aérospatial où il y a tellement de sculpture, tellement de mélange. »

De plus, il y a certaines pièces aujourd'hui que vous ne pouvez tout simplement pas faire sans une machine CNC. Il y a des rayons que vous ne pouvez tout simplement pas atteindre sans, dit-il.

Quelle a été votre expérience avec l'usinage manuel et automatisé ? Partagez avec vos pairs.