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Dilemme technologique pour les fabricants d’acier

Les machines pour la fabrication de charpentes métalliques ont évolué dans la sophistication au cours des 60 dernières années.

Pendant de nombreuses années, l’unique façon d’effectuer la transformation des profilés d’acier à des fins d’assemblage de structures pour bâtiment résidentiel, commercial et industriel se réalisait de manière manuelle à partir de perceuses et des scies à moteur.

Ensuite les machines fonctionnant à l’aide de contrôleurs à commande numérique (CNC) sont apparues comme : système de perçage, poinçonneuse, scie à ruban, découpeuse d’angle et table de découpe. Toutes ces machines sont chacune optimisée pour être rapides et productives même avec des opérations limitées afin d’effectuer les trous et autres opérations de fabrication.

À partir du début des années 2000, les robots industriels ont été intégrés avec la technologie de coupage thermique pour permettre la découpe 3D du métal de sorte que la trajectoire de découpe pouvait  être effectuée sur toutes les surfaces des profilés. À cette époque les robots étaient déjà rapides, précis et pouvaient répondre aux contraintes de productivité et d’environnement les plus exigeantes.

L’évolution de la technologie du plasma et la mise en marché des systèmes haute définition au milieu des années 2000 ont permis d’obtenir une qualité de coupe supérieure et constante, des vitesses de coupe rapide et des coûts de fabrication peu élevés.

C’est ainsi qu’a débuté la découpe au plasma robotisée pour les fabricants de structure d’acier.  L’union du robot au système de plasma haute définition a permis de construire des machines pouvant répondre aux standards de l’industrie et d’effectuer des trous de boulon approuvés par des associations telles que CISC et AISC, soit les instituts Canadien et Américain de la construction en acier.

La nouvelle génération de machines super productives pour la fabrication de charpentes métalliques

La nouvelle génération de machine permet la fabrication et l’exécution de projets entiers sur une seule machine. Elles effectuent toutes les fonctions de fabrication habituelles, par opposition à la philosophie de dédier ces fonctions à des machines différentes à tâche unique. Elles coupent et transforment les profilés structuraux tels que cornières, poutres, profilés en U, tubes et plats. Certaines compagnies vont restreindre la découpe aux poutres, profilés en U et tubes, alors que d’autres font la découpe de la majorité des profilés.

Une nouvelle machine sur le marché permet de combiner la découpe 3D pour profilés à plusieurs faces et la découpe 2D pour la découpe de plaques. Un des avantages de cette nouvelle génération de machine est la réduction de l’espace requis. Cependant, l’avantage le plus important d’un tel système est la diminution des étapes de manutention : transport et transfert des profilés entre les différentes machines spécialisées nécessaires dans le concept de fabrication à plusieurs machines à tâches uniques.

Pourquoi robotiser ?

La robotisation entraîne un accroissement de la productivité, une augmentation de la qualité, augmente le volume de production, augmente le nombre de pièces différentes traitées donc la flexibilité, diminue le taux de rebut et les coûts de réparation au chantier. De plus, un robot peut produire 24 heures sur 24 toute l’année, permettant ainsi de pouvoir moduler la production aux demandes du marché.

Les facteurs à prendre en compte pour le calcul de la rentabilité sont le coût de la main d’œuvre directe, l’augmentation du volume de production, l’augmentation de rendements de productions (qualité, rebuts, consommables, etc.), la diminution des stocks dû à l’augmentation de la flexibilité de la machine utilisée.

Qu’est-ce que la découpe au plasma ?

La découpe au plasma est un procédé qui est utilisé pour couper l’acier et autres métaux conducteurs de différentes épaisseurs en utilisant une torche au plasma. Dans ce processus, un gaz est soufflé à haute vitesse dans une buse, alors qu’au même moment un arc électrique est formé de la buse à la surface de coupe et ainsi provoque un changement état d’une partie du gaz en plasma.

Le plasma, appelé aussi le quatrième état de la matière, est un gaz partiellement ionisé le rendant conducteur. Le plasma est suffisamment chaud pour faire fondre le métal et se déplace suffisamment rapidement pour envoyer le métal en fusion loin de la coupe. Voici un exemple des capacités de découpe d’un système plasma.

Capacité de coupe dans l’acier doux

  • Production (perçage) 50 mm (2 po)
  • Capacité de coupe. (amorçage de l’arête) 80 mm (3,2 po)
  • Capacité de coupe de l’acier inoxydable
  • Production (perçage) 75 mm (3 po)
  • Capacité de coupe. (amorçage de l’arête) 160 mm (6-1/4 po)
  • Capacité de coupe dans l’aluminium
  • Production (perçage) 75 mm (3 po)
  • Capacité de coupe. (amorçage de l’arête) 160 mm (6-1/4 po)

Choix en matière de technologie de production

Les fabricants d’acier d’aujourd’hui font face à un dilemme technologique sans précédent. Celui de faire l’acquisition d’une machine à découpe au plasma ayant la capacité de remplir toutes les fonctions de fabrication nécessaires sur une seule machine ou celui de continuer à utiliser l’approche traditionnelle de déploiement de plusieurs machines avec opérations uniques.  Cette décision doit être considéré avec soin car les fabricants d’acier d’aujourd’hui se trouvent devant un plus vaste choix en matière de technologie de production comparé à il y a cinq ans.

Stéphane Ménard
Inovatech Engineering Corp.
smenard@inovatechengineering.com

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