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D'une production gourmande en papier à la fabrication numérique de moules

La fabrication de moules précis par injection et coulée sous pression de 0,5 à 15 tonnes représente l'éventail des formes de BOSCH Formenbau GmbH à Mühlhausen. Cette société fabrique des moules pour les pièces coulées sous pression en technique monocomposant et bicomposant pour la technique de sécurité et les industries des appareils électriques et de l'automobile. Pour ce qui est des moules coulés sous pression pour l'aluminium et le zinc, Bosch Formenbau est un partenaire recherché des équipementier et de leurs fournisseurs. Pour répondre, d'une part, aux exigences des clients recherchant des temps d'usinage toujours plus courts et afin d'offrir simultanément au client la plage de modification la plus ample possible pour les optimisations de données, la réalisation numérique des moules a été réalisée avec Tebis. Avec le nouveau module de mesure de Tebis pour le mesurage des électrodes, la dernière interface est maintenant complète.

Depuis plus de 12 ans, Bosch Formenbau GmbH à Mühlhausen s'appuie sur les produits CAO/FAO de Tebis. Auparavant, la conception des moules se faisait encore sur la planche à dessin ou bien dans un système de CAO en 2D. Par la suite, le service de CAO a conçu les moules avec Tebis comme jeu de données 3D, uniquement pour le calcul avec les programmes de fraisage. Ceci signifie qu'auparavant la conception en 3D était uniquement un moyen utilisé par les programmes de fraisage. Avec l'augmentation rapide de la puissance des systèmes de CAO/FAO, Bosch est déjà passé il y longtemps à la conception en 3D. Depuis environ 5 ans, l'ensemble du processus de fabrication a pour base une conception totale en 3D du moule. La technologie du Viewer de Tebis est un pilier central de ce processus. Elle permet à tous les collaborateurs d'avoir en permanence accès aux données actuelles et est utilisée pendant la phase de prospection, en passant par l'usinage CN et jusqu'au montage. Le jeu de données en 3D de la conception d'outillages reste toujours le moyen d'information central.

Le viewer de Tebis comme terminal d'usinage CN, de fabrication d'électrode HSC, d'étincelage par fil et d'enfoncement jusqu'au montage final

  • De la tâche à la conception

    Grâce aux nombreuses interfaces du Viewer de Tebis, il est déjà possible d'avoir accès au jeu de données mis à disposition par le client dès la création de l'offre. Les fonctions complètes de coupe et d'analyse permettent à la distribution de produire une offre fiable en un temps le plus réduit possible. Le moule est ensuite complètement conçu en 3D dans UG ou Catia. C'est alors qu'est créé une représentation virtuelle de l'outil réel à fabriquer avec tous les guides, inserts, pièces standardisées, etc.

    Toutefois, s'il s'avère nécessaire de construire des surfaces 3D plus complexes pour la séparation des moules, les constructeurs de Bosch font volontiers appel au fonctions de surfaces de Tebis, avant tout parce ce qu'ils savent que le résultat peut être à tout moment utilisé dans UG ou Catia pour des opérations de solides. Une fois terminée la conception de l'outil, le jeu de données est converti au format Tebis à l'aide de l'interface propre au logiciel. Toutes les modifications minutieuses s'intégrant encore à cette étape dans le projet sont exclusivement contenues dans le jeu de données de Tebis.

    Insert de moule avec certaines des électrodes à surfaces d'érosion nécessaires, bases de dégauchissage, socles et supports sous forme de modèle de données 3D. Ceci peut être contrôlé pour la collision avec l'insert de moule.

  • De l'outil à l'électrode

    Une première étape dans la préparation de la fabrication est le scanner de feature de Tebis. C'est à ce niveau que, de manière absolument automatique, toutes les géométries adaptées au perçage sont reconnues. Les paramètres pertinents pour la fabrication, comme le diamètre, la profondeur, le type de filetage ou d'alésage sont enregistrés dans une feature. Le processus de fabrication CN fait à nouveau appel à ces informations et les utilisent pour créer automatiquement les programmes CN. C'est alors que commence la fabrication de l'outil. Sur les 6 stations CAO/FAO de Tebis, les programmes de fraisage sont établis pour les pièces métalliques, les électrodes sont conçues, gérées et soumises au programme CN. Pour ce qui est de la création d'électrodes, le module d'électrode actuel a été introduit en 2005. Il permet une extraction, une modification et un remplacement rapide des surfaces d'érosion. Le système propose ensuite de manière automatique un brut adéquat et propose les supports d'électrodes disponible à l'aide d'une bibliothèque. Le point fort de ce logiciel est la gestion intégrée des électrodes, mettant à disposition toutes les informations disponibles sur une électrode, comme la désignation, la position, le type, le gap, le matériau, le modificateur etc. « Nous avons actuellement atteint une économie d'au moins 25% par électrode pour ce qui est de la conception d'électrodes, ce qui représente un potentiel important avec les plus de 5 500 électrodes annuelles », déclare Andreas Schwab, Directeur technique chez Bosch.

  • Une assurance-qualité exemplaire

    Une étape supplémentaire vers l'optimisation vient d'être franchie : un nouveau module de Tebis pour le mesurage des électrodes. Cette extension du logiciel existant de Tebis pour la mesure de coordonnées permet d'interagir directement à partir du jeu de données de Tebis avec la machine de mesure récemment acquise Zeiss Accura 7. Celle-ci mesure au niveau des points prédéterminés les surfaces d'érosion de l'électrode et détermine ainsi les valeurs d'offsets nécessaires ainsi que le gap réel pour l'érosion. Ces valeurs sont saisies dans la gestion des électrodes et peuvent être calculées à l'aide du jeu de données en 3D jusqu'à la machine d'électro-érosion. « Après être devenu partenaire de développement du module de conception d'électrodes », explique Andreas Schwab, « nous avons pu créer une solution efficace en unissant notre savoir-faire en matière de réalisation de moules avec les capacités des ingénieurs logiciels de Tebis. » Le produit de Tebis permet très simplement d'effectuer des mesures par rapport au jeu de données 3D. « La gestion des électrodes reconnait naturellement le gap, l'origine et l'orientation de l'électrode, de façon à ce que je n'ai pas besoin de m'en soucier », nous dit Andreas Schwab. Ici aussi, l'étendue du travail est justifié par celle des produits : dans les projets comprenant en moyenne 100 électrodes, on aurait en cas de changement une énorme utilisation d'interface dans un système externe. Les modifications régulières ayant lieu sur les moules jusqu'au dernier moment multiplieraient encore plus ces besoins.

    La programmation CN avec les outils complexes permet des voies d'outillages sans collision, avec une coupe tendue la plus courte possible.

  • Programmation CN

    Mais avant qu'on ait obtenu une électrode à calibrer, il faut bien sûr commencer par la fraiser. Et le fraisage 3D est réellement, comme nous l'avons déjà dit, à l'origine de l'installation de Tebis chez Bosch. Toutefois, la programmation CN dans le système CAO est de plus en plus recherchée, aussi dans les processus d'alésage et de fraisage en 2,5D. Comme ceci signifie que, dans ce cas, l'opérateur de machine programme moins sur la commande CN, un nouveau modèle de travail a été mis en place : 3 collaborateurs constituent ici une équipe. Des rotations ont lieu au sein de cette équipe, ce qui signifie que tout le monde travaille sur la machine et à la programmation CN à des intervalles prédéterminés. Ceci a pour conséquence que les expériences se complètent et que les collaborateurs sont employés de manière plus polyvalente », explique Andreas Schwab, « ce qui était en outre un souhait que nous avait transmis la représentation du personnel. »

  • Les systèmes du Viewer comme passerelle

    Une zone principale d'utilisation du Viewer de Tebis est la fabrication NC. C'est ici que les collaborateurs rassemblent toutes les informations sur le travail d'usinage actuel. La fabrication obtient ainsi très rapidement un aperçu dimensionnel du moule. « Les 12 viewers dont nous disposons au total sont utilisés pour la fabrication CN, également pour l'électro-érosion, la fabrication d'électrodes, le tournage et pour le montage final », nous explique Andreas Schwab. Ceci montre l'importance que cette technologie a acquise chez Bosch. Plus de 40 des 75 collaborateurs sont formés au Viewer. Comme l'utilisation du système CAO/FAO et celle du viewer sont très similaires, les programmeurs CN peuvent également aider les collaborateurs rencontrant des problèmes car ils n'utilisent pas quotidiennement Tebis. Les deux progiciels emploient le même format de données, ce qui rend inutile les autres interfaces.

    Moules complexes à 1 et 2 composants pour l'industrie des appareils électriques et pour les moules coulés sous pression pour l'industrie automobile, les piliers centraux de Bosch

  • Réalité et virtualité à l'unisson

    Tous les produits logiciels de Tebis utilisés chez Bosch Formenbau sont gérés par une licence centrale de serveur. Grâce à elle, tous les collaborateurs peuvent lancer sur leur poste de travail le package dont ils ont besoin. La synchronisation permanente avec les modèles virtuels de données des collaborateurs de Bosch permet ainsi de réaliser les meilleurs outils.

    Pièce bridé sur la machine.

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Citation

Nous avons actuellement atteint une économie d'au moins 25% par électrode pour ce qui est de la conception d'électrodes, ce qui représente un potentiel important si l'on prend en compte les plus de 5 500 électrodes annuelles.

Fiche signalétique

Point fort :

Processus continu de fabrication sur la base de jeu de données 3D

Avantages :

  • Système CAO/FAO intégré
  • Conception, fabrication, gestion et mesurage rapide des électrodes
  • Informations sans papier dans l'atelier

Secteur :

Fabrication de moules

Société :

BOSCH Formenbau GmbH

Site :

Mühlhausen, Allemagne

Partenaire d'entrevue :

Andreas Schwab

Poste :

Directeur technique

Publié :

2005

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