Réduire les temps de cycle en atelier : 3 experts révèlent les stratégies clés de réduction des gaspillages

Que ce soit une publication commerciale, un site web comme celui-ci, ou le vendeur d'outils de coupe qui passe chaque mois pour vous montrer la dernière offre de produit, il n'y a pas de pénurie d'idées sur la façon d'améliorer les processus d'usinage. Et c'est une bonne chose, car apprendre sur la nouvelle technologie sous toutes ses formes est une clé pour des temps de cycle plus courts et une compétitivité accrue. Mais vous êtes-vous déjà demandé pourquoi vos temps de cycle sont si longs pour commencer ?

Peut-être avez-vous connu une mauvaise durée de vie d'outil sur un travail de longue durée, et au lieu de prendre le temps de dépanner le problème, vous avez juste baissé le décalage d'avance de quelques crans et l'avez laissé là. Ou peut-être avez-vous cassé trop de tarauds sur ce lot de pièces Inconel le mois dernier, et au lieu d'appeler le représentant commercial local pour de l'aide, vous avez décidé de les tarauder à la main.

Malheureusement, des situations comme celles-ci sont trop courantes, et laissées sans surveillance, sont un cancer qui ne fait que métastaser alors qu'un atelier commence à accepter ces gouffres de temps tuant la compétitivité comme normaux.

Briser de mauvaises habitudes de production

Eric Gardner en a vu beaucoup. Le spécialiste d'application nord-américain chez Seco Tools LLC a énuméré plusieurs bêtes noires, en commençant par les porte-à-faux d'outil excessivement longs. « Les ateliers essaient souvent de réduire le nombre d'outils nécessaires pour un travail ou une famille de pièces et finissent par sortir certains outils de coupe plus loin qu'ils ne le devraient », dit Gardner. « Donc au lieu d'utiliser une fraise en bout de 1/2 pouce de diamètre courte pour le dégrossissage d'une poche et un outil de longueur étendue pour fraiser la périphérie, ils utilisent l'outil plus long pour tout et doivent baisser leurs avances ou profondeurs de coupe pour compenser le manque de rigidité. »

Pour une ou deux pièces, note-t-il, ce n'est pas grave. C'est un tueur de temps de cycle sûr sur de plus grandes quantités, cependant. Les porte-outils à longueur étendue le sont aussi, et pour les mêmes raisons — mauvaise rigidité et tous les problèmes tels que le chatter, la déviation, et les avances réduites qui en découlent. En tant que tel, les ateliers devraient toujours opter pour les porte-outils à longueur de jauge la plus courte disponible, même si cela signifie augmenter le budget d'outillage pour le faire. Contrairement à ce que beaucoup dans le monde de l'usinage ont été dit au fil des ans, la meilleure façon de faire cela pourrait être de passer à une technologie vieille d'un siècle et souvent malmenée, le porte-outil Weldon à verrouillage latéral.

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« L'alésage sur un verrouillage latéral de haute qualité est rectifié de quelques microns hors centre, donc quand il est serré, l'outil tourne parfaitement vrai », dit Gardner. « Cela élimine tout argument sur la concentricité, et comme je l'ai suggéré plus tôt, les porte-outils Weldon offrent certaines des longueurs de jauge les plus courtes disponibles, amenant l'outil de coupe très près de la face de la broche. J'ai travaillé sur de nombreuses applications de haute production où j'ai intentionnellement utilisé des porte-outils à verrouillage latéral pour cette raison même. »

Comment arrêter de ménager les outils

Thomas Raun, directeur technique en chef pour Iscar USA, est d'accord sur le dernier point, bien que pour une raison différente. « Quand nous suggérons d'aller vers la technologie traditionnelle de verrouillage latéral Weldon, les gens nous regardent parfois comme si on était fous à cause de tout ce qu'on leur a dit sur la concentricité plus élevée des outils », dit-il. « Mais soyons réalistes, quand vous dégrossissez avec une fraise en bout, ce petit peu de concentricité a très peu d'effet sur la durée de vie de l'outil et est facilement compensé par l'assurance anti-arrachement fournie par le serrage style Weldon. »

À moins que vous soyez prêt à dépenser l'argent sur un Safe-Lock ou un porte-outil anti-arrachement comparable, ajoute-t-il, un verrouillage latéral est la meilleure façon d'éviter le fluage de la fraise en bout qui pourrait très bien rebuter une pièce coûteuse. Cela donne aussi aux ateliers la confiance pour augmenter les avances et profondeurs de coupe à leurs niveaux appropriés, éliminant ainsi tout temps de cycle perdu à ménager l'outil de coupe.

Raun seconde ce que Gardner dit sur la rigidité et les longueurs d'outil. Un domaine où ils pourraient être en désaccord, cependant, est la méthodologie de programmation. Là où Gardner souligne que de nombreux ateliers restent réticents à adopter des stratégies de fraisage trochoïdales et similaires à haute avance, faible profondeur de coupe, Raun souligne que, donné une configuration et une machine-outil suffisamment rigides, des « coupes de dégrossissage » plus traditionnelles pourraient être une meilleure idée.

« Au lieu d'adopter une approche de programmation à l'exclusion des autres, les ateliers devraient plutôt se concentrer sur la maximisation de leur enlèvement de matière », dit-il. « C'est le chemin le plus sûr vers une productivité accrue. »

La sélection de l'outil de coupe suit la même veine. Les machinistes ont longtemps été enseignés que plus l'outil est grand, mieux c'est. Et pourtant, utiliser une fraise à surfacer ou une fraise coquille trop grande pour la machine-outil forcera le machiniste à réduire la profondeur de coupe et/ou l'avance, perdant du temps et raccourcissant la durée de vie de l'outil. Une meilleure approche est d'opter pour un outil de coupe plus petit qui peut être poussé aux paramètres de coupe corrects sans caler la broche ou les servomoteurs de la machine.

Du côté tournage CNC de l'atelier, Raun dit que les clients essaient parfois d'économiser de l'argent en achetant des outils à queue plus petits et puis en les calant. « Disons que la tourelle de tour est conçue pour un outillage de 1 pouce, mais ils vont avec des outils de 3/4 pouce parce qu'ils sont moins chers. Maintenant, ils ont réduit la rigidité, et sacrifient la durée de vie de l'outil et la performance sur chaque travail parce qu'ils ne voulaient pas dépenser un peu plus d'argent sur le bon outil à queue au départ. C'est là que le proverbial "enjamber un dollar pour ramasser des sous" vient, non ? »

Mauvaises décisions d'achat

Pour Evan Duncanson, un spécialiste d'application fraisage chez EMUGE-FRANKEN, l'un des plus grands gaspilleurs de temps est la bien connue attitude « c'est comme ça qu'on a toujours fait ». « J'entre dans bien trop d'ateliers pour introduire un nouvel outil de coupe ou dépanner un processus d'usinage et la réponse est : 'Désolé, on veut un outil qui est juste comme celui qu'on utilise depuis 20 ans, sauf à un prix plus bas', » dit-il.

Le travail de Duncanson est de détourner les gens de cette mentalité de fraise à bas coût. Lui et d'autres comme lui sont là pour améliorer les processus d'usinage, pas pour répliquer ceux utilisés dans les années 90, mais l'amélioration nécessite l'adoption d'outils et de techniques de coupe modernes. Malheureusement, ce n'est pas toujours possible parce que A) le client est réticent au changement, ou B) le service des achats met des obstacles sur les dépenses d'outillage. « J'ai travaillé avec un atelier juste la semaine dernière qui ne voulait pas dépenser 20 % de plus pour une fraise en bout, même après que je leur ai prouvé qu'elle augmenterait la durée de vie de l'outil par un facteur de 10 et doublerait leur production », dit Duncanson.

D'autres exemples de la parade des gaspilleurs de temps de Duncanson incluent continuer à utiliser un cycle de piquage après être passé à un foret avec lubrifiant à travers l'outil, refuser d'essayer des technologies plus récentes telles que le filetage par fraisage ou le fraisage à segment de cercle (aussi connu sous le nom de fraisage à canon conique), appliquer la mauvaise géométrie ou le mauvais revêtement d'outil pour le matériau de la pièce, et comme Raun le suggère, utiliser des outils de coupe trop grands pour l'application.

« Par exemple, je verrai des ateliers fraiser de petites pièces de 1/4 pouce de large avec une fraise à dégrossir de 1 pouce et puis se demander pourquoi ça fait un tel raffut terrible », dit Duncanson. « Et parfois vous êtes là à parler à l'opérateur et remarquez que le décalage d'avance et de broche sont réglés à 75 % et personne ne sait vraiment pourquoi, tandis que d'autres disent qu'ils ne peuvent pas utiliser les trajectoires d'outils trochoïdales parce que leur système FAO obsolète ne le supporte pas. Il n'y a pas de pénurie de gaspilleurs de temps là dehors. L'astuce est d'amener les ateliers à voir leurs mauvaises habitudes et puis de les amener à essayer une approche meilleure, plus rentable et productive. »

Quelles routines ralentissent les temps de cycle dans votre atelier et comment les abordez-vous ? Dites-le-nous dans les commentaires ci-dessous.