Saut quantique dans l’usinage tournage-fraisage : Walter Meier pour Karl Anliker
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La société Karl Anliker AG investit pour la première fois dans le centre de tournage-fraisage flexible Nakamura-Tome WY-150 de Walter Meier. Ce centre hautement automatisé augmente considérablement la productivité et la flexibilité grâce à un chargeur de barres et un robot à portique.
La société Karl Anliker AG a investi pour la première fois dans un centre de tournage-fraisage Nakamura-Tome, hautement flexible et entièrement automatisé. La Nakamura-Tome WY-150, équipée d’un chargeur de barres et d’un robot portique, est une solution standard de Nakamura-Tome, garantissant à Karl Anliker AG une grande flexibilité et productivité. Que ce soit à partir de barres ou de pièces en mandrin, un large éventail de pièces peut être fabriqué avec peu d’intervention humaine, allant de la fabrication de pièces uniques à la production en grande série.
Depuis 2011, Max Dürrenmatt dirige la Karl Anliker AG. L’entreprise, composée de 16 employés, assure la fabrication de dentures (module de 0,1 à 3 mm) et de pièces tournées-fraisées avec une précision et des délais rigoureux. L’entreprise travaille pratiquement tous les matériaux, sauf le titane. Récemment, elle a investi pour la première fois dans une Nakamura-Tome WY-150, distribuée en Suisse par Walter Meier (Solutions pour l’usinage) AG.
Pour les composants de tournage-fraisage, l’entreprise utilise huit tours automatiques à longue courseF et trois tours à courte course. Karl Anliker AG dispose également de 30 fraiseuses à dentures pour la fabrication de séries allant de 10 000 à 500 000 pièces, et des petites séries sur demande. Les composants dentés sont utilisés dans divers secteurs, allant de l’horlogerie aux systèmes de caméras, en passant par la technologie énergétique et les composants électroniques.
Nouvelle demande – nouvelle solution de fabrication recherchée
En 2023, Karl Anliker AG a reçu une demande pour un arbre d’une longueur de 375 mm. Max Dürrenmatt explique : « Pour une telle pièce longue, nous n’avions pas encore de centre de tournage approprié dans notre parc de machines. Pour obtenir la commande, nous devions investir dans un centre de tournage adéquat. Nos investissements dans de nouvelles machines visent toujours la flexibilité, afin de les intégrer à notre gamme de fabrication existante. Une machine doit être polyvalente pour maximiser son utilisation. »
Flexibilité en focus
La flexibilité a été au centre des discussions lors de la visite de SMM avec Mathias Zavratnik (responsable des ventes, Suisse alémanique, Walter Meier (Solutions pour l’usinage) AG) chez Karl Anliker AG. Max Dürrenmatt précise : « La flexibilité est primordiale pour nous en tant que sous-traitant, car nous ne savons souvent pas quelles demandes nous recevrons demain. Une de nos forces est de pouvoir répondre aux demandes des clients dans les plus brefs délais. Pour cela, nous devons régulièrement libérer des capacités dans notre production, ce qui implique souvent d’interrompre des productions en cours qui ne sont pas liées à des délais précis. »
Nouvelle commande – procédure
Max Dürrenmatt explique : « Pour les dentures, les machines sont toujours disponibles, car il s’agit généralement de grandes séries. La situation est différente dans le domaine du tournage, où presque toutes les machines sont occupées. Lorsqu’une nouvelle commande de pièce de tournage-fraisage arrive, nos employés évaluent l’état actuel de notre production et libèrent les capacités nécessaires sur un des centres de tournage adaptés. Ce processus est bien rodé et se déroule rapidement. La machine-outil est reconfigurée par notre personnel spécialisé pour le nouveau spectre de pièces, et la production commence. »
Personnel : constructif, orienté solutions et motivé
Max Dürrenmatt ajoute : « C’est exactement cela, la flexibilité mentionnée. Malgré notre taux d’occupation élevé, nous parvenons à intégrer de nouvelles commandes dans la production en cours. Je dois féliciter notre personnel, qui gère cette situation de manière très constructive, orientée vers les solutions et avec motivation. Pour notre stratégie de fabrication, nous avons recherché un nouveau centre d’usinage capable d’élargir notre gamme de production et d’augmenter encore la flexibilité et la productivité. »
Processus d’évaluation exigeant
Au début du processus d’évaluation, sept centres de tournage ont été analysés, trois d’entre eux, tous japonais, ont été retenus. Max Dürrenmatt explique : « Parmi les trois fabricants japonais, Nakamura-Tome s’est distingué par son offre de solutions complètes en termes de manipulation et d’automatisation, parfaitement adaptées à notre gamme de production et, de plus, étant une solution standard. »
Mathias Zavratnik ajoute : « Le fait que Nakamura-Tome propose une cellule de fabrication entièrement automatisée comme solution standard est très important. De nombreux clients de Nakamura sont des sous-traitants confrontés aux mêmes défis que Karl Anliker AG. C’est pourquoi Nakamura a développé une solution d’automatisation entièrement intégrée, proposée comme solution standard. La cellule de fabrication est conçue pour permettre une reconfiguration rapide et facile de la machine pour différents spectres de pièces, y compris la programmation de la manipulation des pièces. »
Emanuel Reist (opérateur de machine, Karl Anliker AG) commente : « Le concept global de la cellule de tournage-fraisage est un bond technologique. Avec deux broches et deux tourelles, le contrôle Fanuc permet une fabrication collaborative. Nous pouvons, par exemple, ébaucher avec deux tourelles simultanément ou ébaucher avec une tourelle et finir avec l’autre en même temps. Les possibilités techniques et la densité de productivité de la Nakamura-Tome WY-150 sont énormes. En outre, la manipulation complète des pièces brutes et finies, qu’elles soient en barres ou en mandrin, permet une opération sans opérateur. La Nakamura-Tome WY-150 est hautement flexible et autonome, une nouveauté absolue dans notre production. »
Postes de palettes et automatisation
Concernant la fabrication sans opérateur, la solution d’automatisation standard est adaptée au spectre de production de Karl Anliker AG. Mathias Zavratnik précise : « Nakamura-Tome propose différentes solutions d’automatisation standardisées pour ce centre de tournage-fraisage. Le robot portique avec un magasin de chargement et de déchargement intégré s’est avéré être le meilleur choix. Par rapport à une charge robotique externe, le robot portique est extrêmement rapide. Il peut décharger sur la contre-broche pendant que la broche principale travaille encore, sans ouvrir la porte, réduisant ainsi considérablement les temps d’arrêt. De plus, le convoyeur intégré pour les pièces finies est conçu pour éviter que les pièces ne se touchent, éliminant ainsi les risques de dommages. »
Emanuel Reist ajoute : « L’automatisation est parfaitement adaptée à notre gamme de pièces, nous permettant de produire de manière très flexible et avec peu d’intervention humaine, actuellement jusqu’à 14 heures sans opérateur. Un autre avantage de cette solution, par rapport à une charge robotique externe, est l’intégration complète du robot portique et du magasin dans le contrôle de la machine, ce qui simplifie grandement la programmation et l’opération de la machine. »
Contrôle : Fanuc – Programmation CAM ou machine
Le choix de la commande Fanuc était une condition préalable, car toutes les machines de tournage de Karl Anliker AG sont actuellement équipées de commandes Fanuc. Emanuel Reist explique : « Pour moi, en tant qu’opérateur de machine, une commande unifiée est essentielle. Si je dois passer d’une machine à une autre, je n’ai pas besoin d’apprendre une nouvelle commande. Nakamura utilise des commandes Fanuc avec une interface utilisateur propre, ‘NT smart X’. »
La programmation des machines pour les centres de tournage plus complexes comme la Nakamura-Tome WY-150 pourrait évoluer vers l’utilisation de systèmes CAM. Emanuel Reist explique : « Jusqu’à présent, nos centres de tournage étaient moins complexes, avec une broche et un, voire deux tourelles. Nous n’avons pas ressenti le besoin d’utiliser un système CAM et avons pu programmer les pièces directement sur la machine. Actuellement, nous continuons à programmer sur la machine, mais avec les capacités de la Nakamura-Tome WY-150, nous utiliserons probablement un système CAM à l’avenir. »
Mathias Zavratnik ajoute : « Le choix entre la programmation CAM et la programmation machine dépend de la complexité des pièces. La Nakamura-Tome WY-150 permet la fabrication de composants très complexes, et il est probable qu’à terme, l’utilisation d’un système CAM sera nécessaire pour exploiter pleinement le potentiel de la machine. Toutefois, l’interface utilisateur ‘NT smart X’ est très conviviale, permettant de programmer les composants actuels de Karl Anliker AG sans difficulté. »
Etat actuel et expériences en fabrication
Lors de la visite de SMM, la Nakamura-Tome WY-150 était en service depuis cinq mois. Emanuel Reist commente : « Nous l’avons reconfigurée six fois pour de nouvelles séries, mais toujours pour des composants similaires. Cela a du sens car nous sommes encore en phase d’apprentissage et développons progressivement notre expertise. Actuellement, nous travaillons uniquement à partir de barres. Bientôt, nous passerons à l’usinage complet de pièces en mandrin, y compris le chargement et le déchargement. »
Actuellement, la Nakamura-Tome WY-150 fonctionne jusqu’à 14 heures par jour en un seul poste. Certaines des pièces fabriquées sont en Nitronik 60, un acier fortement allié qui accélère l’usure des outils. Emanuel Reist explique : « Cela réduit rapidement l’efficacité des outils et augmente les forces de coupe, affectant la sécurité du processus. L’usure des outils détermine ainsi le nombre de pièces que nous pouvons produire sans opérateur et donc la durée maximale de fonctionnement. La Nakamura-Tome WY-150, avec sa grande rigidité et stabilité, réduit l’usure des outils, améliorant ainsi la durée de fonctionnement. Les tolérances requises pour ces pièces sont de 0,02 mm, ce qui est réalisable mais difficile avec ce matériau. Il est toujours difficile de trouver les outils et les paramètres de coupe optimaux, surtout pour les petites séries. Nous avons bien réglé les processus et ils fonctionnent bien. »
Nakamura-Tome WY-150
Centre de tournage CNC / 2-tourelle
Cette machine a été fabriquée avec une énergie 100% renouvelable.
Emanuel Reist poursuit : « Même si les pièces actuelles sont bien réglées, nous n’avons encore exploité qu’environ 40 à 50 % du potentiel de la Nakamura-Tome WY-150. Nous explorons progressivement les capacités technologiques de la machine, ce qui est stimulant. Nous avons hâte de tirer pleinement parti de la machine. »
Max Dürrenmatt ajoute : « Nous comptons sur des formations pratiques fournies par Walter Meier (Solutions pour l’usinage) AG. Nous avons déjà suivi plusieurs formations, mais pour utiliser pleinement la Nakamura-Tome WY-150, nous avons besoin de formations supplémentaires. »
Mathias Zavratnik conclut : « C’est un point important. Nous développons des formations sur mesure, commençant par une formation de base. Ensuite, nous laissons les opérateurs travailler avec la machine. C’est à ce moment que les questions cruciales surgissent, lorsque les opérateurs acquièrent de l’expérience avec la technologie. Nos techniciens reviennent alors pour approfondir les opérations de fabrication. Cela devient vraiment intéressant car on atteint un niveau technologique beaucoup plus élevé et on peut encore optimiser la fabrication de manière significative. D’ici un an, ils devraient exploiter 80 à 100 % des capacités de la Nakamura-Tome WY-150. »
Service sans problème
Emanuel Reist précise : « Nous avons utilisé le service deux fois. Les deux fois, le service a été exemplaire. Une fois, il y a eu un problème de programmation. La machine s’arrêtait après trois pièces fabriquées. Nous ne savions pas pourquoi et avons appelé la hotline. Le service en ligne a découvert que la machine avait quatre compteurs de pièces, et non trois comme je le pensais. Le quatrième compteur, que je ne connaissais pas, était activé et arrêtait la machine après trois pièces. Le problème a été rapidement résolu grâce au service. »
Mathias Zavratnik ajoute : « Le fait que la Nakamura-Tome WY-150 s’intègre si bien aux processus de fabrication est très satisfaisant. En tant que consultant et fournisseur de machines, je dois évaluer quel concept de machine est adapté aux pièces à fabriquer et à l’entreprise. Ce n’est pas simple, surtout pour les sous-traitants avec un grand nombre de composants et de matériaux différents. Chaque pièce et chaque matériau se comportent différemment. Il est souvent impossible de prédire comment le processus d’usinage doit être optimisé. Nous combinons notre expertise chez Walter Meier (Solutions pour l’usinage) AG avec celle de nos clients pour obtenir des solutions de fabrication technologiquement et économiquement optimales. Dans ce cas, cela a très bien fonctionné. »
Collaboration compétente
Max Dürrenmatt conclut à propos de l’investissement récent : « Comme c’était notre première Nakamura-Tome, je ne pouvais pas m’appuyer sur notre propre expérience. J’ai donc consulté d’autres entreprises. La visite d’une entreprise utilisant le même concept de machine pour la fabrication de pièces d’arbre et de bride et étant satisfaite de la solution a été très importante. Aujourd’hui, nous referions le même choix. La Nakamura-Tome WY-150 étend nos capacités de fabrication et augmente notre flexibilité. De plus, elle s’intègre parfaitement dans notre environnement de production. Mathias Zavratnik et Walter Meier (Solutions pour l’usinage) AG méritent des éloges pour leur compétence exceptionnelle lors de cette première collaboration. »
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