fr.wedoany.com Rapport : Dans l’atelier d’EXP Fabrication à Justin, au Texas, un équipement de soudage automatisé montre que cette entreprise de travail des métaux a acquis la capacité d’appliquer de manière autonome la robotique. Les fondateurs, John Hart et Les Porter, ont débuté en tant qu’intégrateurs de robots, puis ont appliqué leurs connaissances en robotique à leur propre activité pour créer EXP Fabrication.
Dans cet atelier de 2 500 pieds carrés, un robot de soudage se déplace le long d’un rail de 60 pieds, desservant huit postes de soudage configurés différemment. Les postes sont conçus pour s’adapter à des produits de géométries variées : par exemple, un poste de plus de 10 pieds de long est équipé d’un dispositif de verrouillage pneumatique pour réduire la déformation thermique des pièces longues ; un autre poste peut pivoter pour traiter des composants très larges dépassant la portée du robot. L’entreprise possède également deux autres cellules de soudage plus automatisées, dont une avec une table rotative permettant de souder pendant la rotation des pièces, afin d’augmenter la cadence de production.
« Lorsque les commandes atteignent 1 000 ou 2 000 pièces, bien sûr selon la complexité des composants, c’est là que nous intervenons. Nous pouvons aider nos clients à réduire les délais et les coûts, tout en assurant une répétabilité grâce aux robots », explique Ethan Blankenship, chef de projet chez EXP Fabrication.
La transition de consultant en automatisation vers un atelier intégrant sa propre robotique s’est faite relativement facilement. Mais le défi résidait dans la nécessité de pièces et de gabarits précis pour les robots. Comme la table de découpe plasma produisait souvent des gabarits incohérents, l’équipe de conception a dû agrandir les outillages, ce qui a engendré des problèmes de répétabilité. Les fraiseuses et tours à commande numérique pouvaient fabriquer des gabarits plus précis, mais ils étaient généralement occupés à produire des pièces. L’achat de nouveaux équipements a amélioré la situation, mais les pièces aux tolérances très serrées devaient encore être sous-traitées, augmentant les délais et les coûts.
EXP Fabrication a finalement jeté son dévolu sur une technologie de découpe plus précise : une machine de découpe laser.
« Nous avons utilisé une table de découpe plasma haute définition pendant environ dix ans, car elle était abordable et capable de couper les matériaux nécessaires toute la journée. Ce n’est qu’il y a environ trois ans que nous avons sérieusement envisagé la découpe laser », déclare Blankenship.
L’équipe pensait initialement que le laser était trop coûteux, mais a ensuite considéré les économies potentielles. L’entreprise a accepté des travaux impliquant la découpe laser, mais tous ont été sous-traités. L’internalisation de ces travaux a fourni une base financière pour l’investissement. L’élimination des opérations secondaires était un facteur clé. Par exemple, après la découpe plasma, chaque grand panneau pesant entre 80 et 110 livres devait être retourné pour nettoyer les scories (environ quatre à huit heures), puis retourné à nouveau dans le bon sens pour entrer dans la plieuse. Blankenship souligne que même nettoyée, la face avec les scories n’est pas aussi esthétique que la face propre.
Dans un contexte axé sur la réduction des coûts de production et des délais, EXP Fabrication a contacté Hart Machine Tool, distributeur des machines de découpe laser Cutlite.
Blankenship indique que les discussions ont porté sur la réalité opérationnelle de l’entreprise. Celle-ci souhaitait que le laser puisse au moins couper des épaisseurs de 1 pouce comme le plasma, et parfois jusqu’à 1,5 pouce. Une machine de 30 kW aurait coupé rapidement du 1 pouce, mais la puissance supplémentaire aurait augmenté le prix, alors que l’entreprise n’a besoin de couper des matériaux très épais comme 2 pouces que quelques fois par an.
L’entreprise a finalement acheté une machine de découpe laser Cutlite de 12 kW, équipée d’une table de coupe de 2000 mm × 4000 mm (environ 6,5 pieds × 13 pieds), pour traiter des tôles de 6 × 12 pieds, installée à la mi-2025. Blankenship précise que l’encombrement était un facteur important, l’atelier disposant d’un espace limité. Une table de coupe de 60 pieds avec portique mobile n’était pas envisageable, l’atelier a donc opté pour l’ajout d’une table d’échange sur la machine laser, permettant de décharger les pièces pendant la coupe.
Une fois la machine en place, l’équipe a suivi une formation de base à l’usine américaine de Cutlite, couvrant les fonctions de contrôle et les techniques de maintenance. Ensuite, ils ont acquis de l’expérience en apprenant sur le tas. Blankenship note que la formation pour la table plasma durait environ 20 minutes, alors qu’un nouvel opérateur laser met environ une semaine et demie à atteindre un certain niveau de compétence. Comprendre la physique derrière la formation de la saignée, la position du point focal, le comportement du gaz et le transfert de chaleur est essentiel pour diagnostiquer les problèmes de qualité de coupe.
Après plusieurs mois d’utilisation, l’équipe a constaté des résultats significatifs : le laser élimine le besoin d’enlever les scories et offre une précision qui supprime les opérations de post-traitement. Blankenship estime qu’environ 75 % des pièces découpées au plasma qui nécessitaient auparavant un post-traitement peuvent désormais être réalisées directement au laser. Les pièces découpées au laser simplifient également la fabrication des gabarits, évitant des usinages supplémentaires. De plus, la fonction de gravure laser des numéros simplifie les tâches de soudage de plusieurs pièces, les soudeurs pouvant identifier rapidement les pièces grâce aux numéros gravés, sans avoir à demander.
L’arrivée de la machine de découpe laser permet à EXP Fabrication de traiter davantage de travaux en dehors de sa plage d’épaisseur initiale de calibre 10 à 1,25 pouce. « Nous savons maintenant que nous pouvons couper avec une grande précision des tôles fines de calibre 16, 18 ou 20, et réaliser des travaux comme des armoires électriques », déclare Blankenship.
Actuellement, l’entreprise se concentre sur l’étape de pliage. Ses deux plieuses (200 tonnes et 250 tonnes) conviennent aux travaux lourds, mais ne sont pas les meilleurs outils pour plier avec précision de petites pièces en tôle fine. L’évolution d’EXP Fabrication se poursuit donc, et l’entreprise dispose déjà d’une expérience en automatisation.
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