Coupe de métal durable

Un outil ou une stratégie d'usinage mal choisi peut faire la différence entre le succès et l'échec d'une opération de travail des métaux. Les déchets, la faible productivité et les composants de rebut sont tous des signes d'un processus d'usinage inadéquat. Ce sont aussi des signes d'usinage non durable.

Avec les bons outils et processus en place, cependant, de nombreux gains de durabilité peuvent être réalisés lors de la coupe du métal. Mais de nombreux ateliers d'usinage ne réalisent pas ces avantages.

Le métal est l'épine dorsale du monde industrialisé d'aujourd'hui. De l'acier dans nos bâtiments à l'aluminium dans nos voitures, en passant par le titane dans les avions modernes et le cuivre dans l'électronique, les métaux sont d'importants éléments constitutifs de notre économie. Et leur prévalence ne va pas diminuer.

Alors que les gouvernements du monde entier mettent en œuvre des plans de décarbonisation, la demande de technologies renouvelables verra notre dépendance à l'égard des métaux continuer à monter en flèche. En fait, la "Iron and Steel Technology Roadmap" de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) indique que la demande mondiale d'acier augmentera de plus d'un tiers d'ici 2050.

Mais, à mesure que la demande de métaux augmente, les attentes quant à la manière dont les métaux sont achetés, produits et utilisés dans la fabrication augmenteront également. Et cela signifie prêter attention à la durabilité.

La production de métaux a longtemps été considérée comme un processus à forte intensité de carbone. S'il est vrai que la sidérurgie produit beaucoup d'émissions, l'industrie a réussi à réduire son impact. Les aciers verts, par exemple, remplacent le charbon à coke, traditionnellement nécessaire à la fabrication de l'acier à base de minerai, par de l'électricité et de l'hydrogène renouvelables. Cela réduit considérablement les émissions de carbone pendant le processus de production de métal.

Alors que des innovations récentes telles que l'acier vert pourraient apporter un avenir plus durable à l'industrie métallurgique, il existe plusieurs autres technologies qui peuvent rendre les processus de travail des métaux plus durables. Les industriels doivent devenir plus conscients de ces méthodes s'ils veulent relever les défis du développement durable de demain.

Pour les ateliers d'usinage chargés de découper des métaux difficiles à usiner dans les formes souhaitées avec des tolérances serrées et une qualité de surface optimale, les bons outils et l'expertise sont essentiels. Plus précisément, l'outil devrait favoriser des processus d'usinage plus efficaces et moins coûteux et apporter des avantages majeurs en matière de durabilité.

La mise au rebut de composants est un facteur qui empêche un atelier d'atteindre des performances optimales. Les situations courantes qui conduisent à la mise au rebut incluent l'utilisation des mauvais outils, les erreurs humaines dans la programmation de la machine et les variations non détectées de la matière première qui causent des problèmes d'usinage imprévisibles. De plus, les déchets ont un impact sérieux sur l'environnement s'ils ne sont pas recyclés. En fait, la Banque mondiale estime que les déchets produits par l'industrie sont 18 fois plus que les déchets solides produits par les municipalités du monde entier.

Si les ateliers d'usinage veulent réduire les rebuts, ils doivent mettre en œuvre la bonne configuration d'outillage et les bonnes données de coupe. Le non-respect de ces facteurs peut entraîner une usure irrégulière de l'outil et une durée de vie imprévisible de l'outil de plaquette, ce qui entraîne des rejets de composants et, par conséquent, des rebuts.

Avec le programme d'amélioration de la productivité CoroPlus de Sandvik Coromant, la technologie de surveillance des machines fournit des informations en temps réel, accessibles à distance pour fournir une analyse approfondie d'une cellule de production complète, jusqu'à l'outil de coupe.

Le choix de l'outil est particulièrement essentiel pour réduire les déchets lors du tournage, une opération d'usinage courante au tour. Un tournage efficace de l'acier peut être obtenu en réduisant les rebuts et les rejets de composants dans le cadre d'une stratégie efficace visant à réduire le coût de production dans une configuration d'usinage existante. La stratégie peut inclure l'optimisation de l'utilisation de la machine ou la sélection de solutions d'outillage plus fiables, comme l'insert, pour réduire le coût par pièce.

Mais quelles sont les caractéristiques d'un outil plus fiable ?

Les nuances de tournage qui offrent une durée de vie longue et prévisible avec un bon contrôle des copeaux doivent être envisagées pour un usinage sûr et productif. La sélection d'un outil avec une durée de vie plus longue, associée à une plus grande résistance à l'usure et à la chaleur, peut apporter des avantages tangibles, comme la minimisation des arrêts imprévus ou la réduction des déchets de matériau de la pièce ou de la plaquette en carbure elle-même. Toutes ces conditions sont nécessaires pour un usinage durable.

Chez Sandvik Coromant, par exemple, nous utilisons des matériaux recyclés dans nos nuances de tournage pour rendre les productions de nos clients plus durables. L'un des critères de notre projet de développement est d'augmenter l'utilisation de matériaux recyclés tout en réduisant les déchets.

Alors que la sensibilisation au développement durable gagne du terrain dans pratiquement tous les secteurs, la transformation numérique aussi. Dans une enquête menée auprès de plus de 400 entreprises manufacturières mondiales, 94 % des personnes interrogées ont indiqué que l'industrie 4.0 avait aidé à maintenir leurs opérations pendant la pandémie. Les défis du COVID-19 ont également servi de signal d'alarme aux fabricants qui sont en retard dans la mise en œuvre des stratégies de l'Industrie 4.0.

Les avantages de l'industrie 4.0 pour les fabricants sont désormais bien connus : elle aide les gestionnaires et les travailleurs à prendre des décisions plus éclairées, conduit à une plus grande productivité, réduit les erreurs de production et favorise des profits plus élevés. Mais un avantage moins réalisé de l'industrie 4.0 est le rôle crucial qu'elle joue dans la durabilité.

Historiquement, les directeurs d'usine ont fondé leurs décisions d'usinage sur l'initiative et l'expérience de leurs travailleurs. Les machines connectées via l'Internet des objets (IoT), d'autre part, peuvent améliorer l'expérience inestimable des travailleurs humains pour offrir de nouvelles possibilités de transparence, de planification optimisée et de production rationalisée. Dans cette optique, plusieurs services numériques disponibles aujourd'hui peuvent aider les fabricants à mettre en œuvre des processus de production plus durables.

Un bon point de départ dans toute stratégie de développement durable consiste à effectuer un audit de l'état actuel d'une usine avec des informations basées sur des données. Cette approche peut identifier plusieurs domaines d'inefficacité susceptibles d'entraver la productivité et la durabilité d'un atelier d'usinage. Par exemple, si une installation connaît une usure prématurée des outils, des finitions de surface inférieures à la moyenne ou des temps d'arrêt élevés de la machine, les données recueillies par les capteurs peuvent aider les opérateurs à apporter des améliorations éclairées à leur processus d'usinage de manière à réduire les déchets et à augmenter l'efficacité énergétique.

Quelques décisions mal informées peuvent faire la différence entre une coupe de métal productive et durable et un processus d'usinage inutile. Cependant, à mesure que nous devenons plus conscients de l'impact du travail des métaux sur l'environnement, des innovations sont réalisées qui peuvent améliorer considérablement les références de l'industrie.

Cela implique de trouver des moyens plus durables non seulement de produire, mais aussi d'usiner des métaux pour les personnes, la planète et le profit.

Les données recueillies par les capteurs aident les opérateurs à apporter des améliorations éclairées à leur processus d'usinage de manière à réduire les déchets et à augmenter l'efficacité énergétique.

À titre d'exemple, le programme d'amélioration de la productivité (PIP) de CoroPlus est une option pour trouver des inefficacités. Le PIP est un processus structuré qui peut être exécuté sur une seule machine, une chaîne de processus ou sur l'ensemble de l'usine. Pour lancer le processus, les experts de Sandvik Coromant identifient les inefficacités de la production et, à partir de là, installent des solutions de surveillance des machines qui fournissent des informations sur les données en temps réel. Ces données sont accessibles à distance pour fournir une analyse approfondie d'une cellule de production complète, jusqu'à l'outil de coupe.

CoroPlus PIP peut aider les fabricants en réduisant les coûts et les inefficacités, mais contribue également à rendre le processus de fabrication plus durable. En veillant à ce que les machines fonctionnent aussi efficacement que possible et en réduisant le temps d'usinage, le programme peut éliminer les déchets et réduire la consommation d'énergie. Enfin et surtout, les principaux atouts - les personnes sur site - auront de meilleures conditions de travail tout en sachant que les processus de la machine sont fluides, stables et prévisibles.

Matilda Gynnerstedt est responsable de la gestion des produits pour le tournage chez Sandvik Coromant, 295 Maple Lane, Mebane, NC 27302, www.sandvik.coromant.com.