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À échelle locale

Au coeur de la production 2019-10-24 Kip Hanson Shawn Poynter

Les outils fabriqués par fabrication additive par Sandvik Coromant aident un fabricant du secteur de l'automobile à atteindre ses objectifs en matière de développement durable.

Les voitures électriques ne sont pas une nouveauté. Qu'il s'agisse de Nissan, de Tesla ou de BMW, les constructeurs du monde entier sont entrés dans la course. Il y a maintenant plus de 5 millions de voitures électriques sur les routes, et ce chiffre est appelé à augmenter.

Par ailleurs, les véhicules autonomes deviennent une réalité. Même si on n'en rencontre pas encore sur les routes, tout le monde sait que ce sera un jour le cas, et l'idée des voitures qui se conduisent toutes seules est désormais bien enracinée dans le secteur automobile.

La nouveauté, toutefois, réside dans la fabrication de pièces de véhicules électriques autonomes par impression 3D ; l'assemblage est effectué par des équipes restreintes dans des ateliers bien plus petits que les usines traditionnelles. De plus, ces voitures du futur sont souvent personnalisées en fonction des souhaits des clients, particuliers ou sociétés.

Olli est une navette de transport en commun qui est appelée non seulement à changer le monde des transports tel que nous le connaissons mais aussi à révolutionner la manière dont les constructeurs conçoivent, fabriquent et vendent leurs véhicules. Pour les visiteurs de l'IMTS 2018 (International Manufacturing Technology Show) de Chicago, Olli était déjà une réalité. Nombreux sont ceux qui ont pu goûter à son confort climatisé en se laissant transporter de bâtiment en bâtiment par ce minibus sans chauffeur.

​Le fabricant d'Olli, la société Local Motors située en Arizona, n'en est pas à sa première innovation audacieuse. À l'IMTS 2014 déjà, ce constructeur avait fait la démonstration de la fabrication d'une voiture par impression 3D, la Strati, pendant le salon. Au dernier jour de la manifestation, le fondateur de Local Motors, Jay Royers, et le président de l'Association pour les technologies de la fabrication, Douglas Woods, avaient fait un tour à bord du véhicule fraîchement imprimé.

Depuis sa création en 2007, Local Motors a produit le Rally Fighter, la première voiture fabriquée sous licence Creative Commons, le XC2V, un prototype de véhicule militaire créé par financement participatif, le Verrado, un drift-trike électrique, et, enfin, le roadster LM3D Swim. Et n'oublions pas la voiture de livraison de pizzas du futur développée pour la chaîne Domino, le DXP, qui possède son propre four de maintien au chaud. Toutes ces créations sont le fruit d'un travail collaboratif qui se démarque totalement de la fabrication traditionnelle.

Clairement, l'innovation et les partenariats sont les fondations de cette jeune société, et c'est dans cet esprit que Tim Novikov, un des ingénieurs de Local Motors, s'est adressé à un autre pionnier industriel, Sandvik Coromant, pour résoudre certains problèmes d'usinage du châssis fabriqué par impression 3D du minibus Olli.

Il est remarquable que le technico-commercial de Sandvik Coromant, Matt Brazelton, ait recommandé une solution basée sur un outillage lui aussi produit par fabrication additive. La fraise allégée CoroMill® 390 Lightweight est la première fraise à plaquettes indexables au monde fabriquée par impression 3D. Pour Local Motors, elle s'est avérée être une solution idéale. Montée sur une barre antivibratoire Sandvik Coromant équipée d'une interface de broche à changement rapide Coromant Capto®, elle a permis de réduire le temps d'usinage d'Olli de 95 pour cent.

Mais l'important, indépendamment des performances de l'usinage, c'est la vision d'un avenir plus propre et durable, c'est l'investissement dans la communauté et c'est un tout nouveau paradigme dans le monde de la fabrication basé sur le concept de micro usine.

« J'ai grandi dans le Tennessee », dit Billy Hughes, le directeur de la recherche et du développement de Local Motors. « Le sens de la communauté est très développé là-bas et notre micro usine de Knoxville [Tennessee] s'intègre parfaitement dans cette culture. Nous utilisons des pièces fabriquées localement, par exemple des batteries et des éléments structurels en aluminium, à chaque fois que possible et beaucoup de nos collaborateurs sont comme moi originaires d'ici et intégrés dans la communauté. C'est pour cela que nous avons baptisé notre entreprise Local Motors, afin de souligner le fait qu'elle s'inscrit dans une communauté locale et apporte quelque chose à ses membres. »

Les micro usines n'ont pas besoin de vastes zones industrielles comme les entreprises traditionnelles, explique Hughes, et elles contribuent à redonner vie aux communautés en investissant des bâtiments vides et en transformant d'anciennes faillites en nouvelles activités pleines de dynamisme, promises à un grand avenir, qui offrent des emplois techniques bien payés. Les micro usines sont aussi bien plus flexibles que les grands ateliers industriels. Traditionnellement, le développement d'un véhicule demande des années de travail et des délais de fabrication longs, alors que Local Motors peut produire un véhicule personnalisé en quelques semaines.

Pour Hughes, cette flexibilité est due à la fabrication numérique directe qui permet de produire des pièces plus rapidement par impression 3D, directement à partir de fichiers CAO. Pour utiliser cette technologie, les concepteurs et ingénieurs de Local Motors font appel à des logiciels de CAO et de simulation dernier cri, et, selon Hughes, ils sont constamment à l'affût de tous les développements dans ce domaine. La société a aussi passé des années à mettre au point des matériaux renforcés à la fibre de carbone grâce auxquels le minibus Olli peut se targuer d'être un modèle de solidité et de sécurité. Par ailleurs, beaucoup de données sont recueillies et analysées, tant au niveau de la fabrication que des véhicules eux-mêmes, afin d'améliorer en continu les process et les produits.

« Nos équipes tiennent beaucoup de réunions de brainstorming créatif et prennent des décisions scientifiquement fondées en tenant compte des données disponibles », dit Hughes. « Par exemple, nous utilisons des imprimantes 3D pour créer des prototypes de voitures, puis nous cherchons ensemble comment les améliorer. Nous pouvons décider de déplacer les batteries ou de modifier le faisceau de câblage pour faciliter la production. Nous cherchons toujours la conception la plus simple. Nos voitures ne comportent que 40 à 50 pièces au lieu de plusieurs milliers. »

Les équipements de Local Motors sont à la pointe de la technologie. L'imprimante 3D qui produit Olli fait 12 mètres de long et comporte une tête de fraisage. Elle permet de fabriquer des châssis complets en réduisant au maximum les manipulations et le coût de l'outillage. Cette approche donne une grande liberté de conception. Récemment, Local Motors a conçu et construit une citerne à eau - un exemplaire unique - qui n'est pas sans rappeler les énormes engins que l'on peut voir sur des chantiers, mais ce véhicule a été produit en exactement trois semaines à un coût nettement inférieur à celui de la construction automobile traditionnelle.

La flexibilité de l'approche de Local Motors lui permet d'ouvrir des micro usines pratiquement n'importe où dans le monde pour répondre à des besoins et marchés locaux. Il n'y a pas d'infrastructures de production complexes à prévoir et il n'y a pas non plus de programmes de licenciements massifs qui dévastent des villes entières lorsqu'un fabricant décide de délocaliser sa production. Les micro usines collaborent avec les populations et les municipalités pour résoudre les problèmes.

« C'est une question d'échelle », dit Hughes. « Nous voulons travailler avec les communautés locales et à leur échelle, nous ne cherchons pas à produire en masse des produits destinés à être expédiés ailleurs. C'est la grande force de nos petites installations de production très flexibles, car elles peuvent répondre à des besoins spécifiques. Pour nos collaborateurs, c'est aussi la manière de travailler du futur. Dans l'industrie traditionnelle, l'adaptation au numérique et à son rythme d'évolution rapide est difficile et demande d'importants efforts de formation. Dans de nombreux secteurs, on ne sait pas très bien comment réussir la conversion. Pour nous c'est déjà fait. C'est la beauté de notre concept. »

Local Motors a ouvert sa première micro usine à Phœnix, Arizona, il y a presque 10 ans. Le second site a été ouvert à Knoxville, là où travaillent Hughes et son équipe. Plus récemment, la société a ouvert un site de démonstration et de formation dans le Maryland. Elle projette actuellement de s'implanter aussi dans le nord-ouest des États-Unis, dans le sud de la Californie, en Europe centrale, en Australie, et potentiellement partout où des communautés urbaines souhaiteraient s'équiper de solutions de transport électriques autonomes produites localement.

Olli peut être utilisé comme transport en commun urbain, précise Hughes, mais aussi dans des centres commerciaux, sur des campus universitaires ou dans des parcs d'attraction. C'est une solution de développement durable plus propre et plus écologique qui offre de très nombreuses possibilités. « C'est formidable de savoir que nous construisons les emplois, les usines et surtout les véhicules du futur et que nous avons de très bons partenaires comme Sandvik Coromant pour réussir. »

 

 

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