Développement d’un cas industriel : Poignée de fenêtre TECHNAL

BTS IPM :

-Développement d’un cas industriel :

Poignée de fenêtre TECHNAL

- Positionnement de la fonction « pré industrialisation ».

- Problématiques liées aux études de pré industrialisation.

SOMMAIRE

FONCTION: Technicien procédé en pré industrialisation

BTS IPM :

Conceptionpréliminaire

Conceptiondétaillée et préindustrialisation

Industrialisation

Production

BesoinCdCF produit

Produit ProcessusMoyens

Pré conceptiondu produit

Pré conceptionde la pièce

Matériau Procédé

Conceptiondétaillée pièce

Conceptiondétaillée produit

Par pièce, spécification dimension-nelle et géométrique critique

Conceptionspécifiée pièce

Choix des moyens

Étude, réalisation et qualificationdes outillages

Qualificationdu produit

Par pièce, analyse de la relationproduit – matériau – procédé

Par pièce, élaboration du processus prévisionnel,validation du procédé, définition d’un brut capable

Définition du processus et desparamètres de production

Validation du processus parsimulation

Optimisation du processus

Rédaction du dossier d’industrialisation

Configuration des moyensLancement de la production

Production

Gestion des ressourceshumaines et matérielles

Contrôle et suivi de la production

Validation d’unprincipe d’outillage

Élaboration du CdCF outillage

Études de pré industrialisation

BTS IPM :

Étude: Poignée de fenêtre TECHNALÉtude: Poignée de fenêtre TECHNAL

Manœuvre de fenêtre jalousie ou pare soleil

Tôle

Verre

Élément translaté

par la poignée

Marchés :

International pour « pare soleil »

Pays tropicaux pour «fenêtre jalousie »


BTS IPM :

Situation d’utilisation des poignées

Poignée gauche

Poignée droite

Poignée neutre

LOCAL

Fenêtre jalousieou

Pare soleil


BTS IPM :

CONTRAINTE D’ENCOMBREMENT

La poignée doit s’intégrer dans un profilé


BTS IPM :

EXIGENCES DE PRODUCTION


Production annuelle 50000 (progression 5% par an)

Lancement mensuel par lot de 4200

Produit livré sous « blister », payé 11,60€ l’unité

Disponibilité immédiate de 500 produits de chaque référence

BTS IPM : FONCTION: Technicien procédé en pré industrialisation

L’entreprise: BESSEDE & DUPLEIX

Effectif: 70 - ISO 9001 - www.bessede-dupleix.com

BTS IPM :


L’activité BESSEDE & DUPLEIX : Aéronautique, domotique, armement, outillage, biens d’équipement…


BTS IPM :

BESSEDE & DUPLEIX : Moyens de production…



BTS IPM :




BTS IPM :



FRAISAGE CN3 centres Chiron DZ15 vertical – 3 axes –

(12 outils ) (x 420, y 300, z 425) - équipé "embarreur »

•4 centres Brother TC324N vertical – 3 axes – (14 outils ) (x 420, y 320, z 260) – table pendulaire

•3 centres Mitsui Seiki vertical – 3 axes (48 outils) (x 700, y 450, z 450)

•2 centres Mori Seiki SV40 vertical – 4 axes – diviseur NIKKEN - (30 outils) (x 600, y 430, z 560)

•1 centre horizontal palettisé - 4 axes – •MAZAK FH-4800 (40 outils ) (x 560, y 610, z 560)

CONTRÔLE•1 MMT JOHANSSON J07

tête motorisée, logiciel JoWin (METROLOGIC) (x800, y700, z600).


BTS IPM :



SCIAGE•1 scie EMMEGI 650 (lame ø 650) •1 scie EISELE à commande numérique (lame ø 250) •1 scie EISELE (lame ø 350) •1 scie EISELE (lame ø 450) •1 scie KASTO VBS 242 alternative (ø 200, carré 180 x 180, plat 204 x 200) •1 scie RGA automatique coupe biaise •1 scie RGA semi automatique (carré 60 x 60, plat 50 x 80, course 490) •1 scie DOALL à ruban verticale (plat 500 x 430) •1 scie MEBA 300 automatique à ruban horizontal (ø 310, carré 270 x 270, plat 350 x 210)

1 scie à tôle METASEG •1 scie RGA ZEUS (lame ø 650)

•EBAVURAGE•3 vibrateurs TROWAL de capacités respectives 125 L, 250 L et 750 L •1 ébavureuse RSA à brosse •1 sécheur TROWAL

•CONDITIONNEMENT•1 machine à emballer TECHNIMODERM ( étiquetage code à barre )


BTS IPM :

BESSEDE & DUPLEIX : Organisation


Une direction et un service commercial

Un petit bureau d’étude équipé DAO 3D

Un petit bureau des méthodes équipé FAO

Un magasin de stockage associé à une zone de débit des bruts

Un atelier de production CN

Un laboratoire de métrologie avec logiciel associé

Un atelier parachèvement des pièces

Un atelier assemblage et conditionnement des ensembles

Une association d’insertion partenaire pour l’assemblage de sous-ensembles mécaniques


BTS IPM :

Quelles sont les étapes de la vie du produit dans l’entreprise ces 10 dernières années?

Une version V1 d’origine, brevetée mais peu satisfaisante , ni d’un point de vue usage, ni d’un point de vue coût de production.

Une version V2, revue en conception pour satisfaire les fonctionnalités et diminuer les coûts de production et d’assemblage. Solution également brevetée .

Une version V3, optimisée pour améliorer les performances et s’adapter au mieux aux moyens de l’entreprise. Une version V3’, quasiment identique, mais validée au regard de nouveaux moyens de production acquis par l’entreprise.

Quel est le positionnement des activités du « technicien en pré industrialisation » dans ces évolutions?


BTS IPM :

V1 V2

Usure importante au niveau du guidage des axes

Perçage avec localisation précise, assemblage peu aisé

19 références «pièces»

Manœuvre en 10 tours (trop élevé)

3 références « produit fini »

11 références «pièces »

Manœuvre en 5 tours

2 références « produit fini »

Assemblage facile et rationnel (gain de temps 30%)

Baisse des coûts de production


BTS IPM :

Dans le cadre d’un dialogue avec le concepteur, l’activité du « technicien en pré industrialisation » consiste ici à: faire apparaître les surcoûts de production sur chaque version, à argumenter sur les difficultés techniques résultant de la conception.

V1 V2


BTS IPM :

Une version optimisée du

produit

V2 V3

Quelles problématiques de production motivent ces évolutions?

De nombreuses évolutions qui concernent des modifications de formes, de matériaux, en relation avec la faisabilité technique des procédés, les moyens disponibles, le processus prévisionnel, les coûts de fabrication et d’assemblage.



Le projet de produit

Les pièces étudiées

BTS IPM :

Matière: Acier CadmiéMatière: Inox

Quelques incidences sur procédé/processus

V2 V3

Problématique:

Pour un matériau donné, identifier ce qui relève du procédé primaire, de l’usinage, du traitement de surface


BTS IPM :

Matière: acier

Matière: bronze

Suppression d’un usinage

Quelques incidences sur Produit/procédé/processus

Modifications de la course, de la butée haute, de la butée basse

V2

V3


BTS IPM :

Version 2 Version 3

Phase: 20Décolletage Dressage Perçage Filetage intérieur Tronçonnage

Phase: 30Fraisage Contournage 1° tenon

Phase: 40Fraisage Contournage 2° tenon

Phase: 20Fraisage Perçage Taraudage Tronçonnage

Phase: 30Fraisage Usinage deux tenons

Matière: Cu Zn 40 Pb 3

Matière: C 35

Problématique:

Établir et comparer les processus prévisionnels


BTS IPM :

Trajectoire d’usinage

Trajectoire d’usinage

Usinage en contournage uniquement.Deux directions d’usinage et 2 posages.

Usinage possible en train de fraises.Une seule direction d’usinage et 1 posage.Pièces montées en ‘’grappe’’.

Moins de surfaces à usiner.Possibilité d’associer les surfaces.

centre d’usinage 3 axes à broche verticaleVersion 2 Version 3


BTS IPM :

Ecrou Version 3 Outillage phase 30 (Machine BROTHER TC-32A)

Problématique:

Définir un principe d’outillage et/ou rédiger un cahier des charges d’outillage


BTS IPM :

Ecrou Version 3 Outillage phase 30 (Machine BROTHER TC-32A)

Problématique:

Valider l’aptitude à l’emploi d’un outillage


BTS IPM :

Forme obtenue par extrusion

Profil obtenu à un coût identique

Réduction d’une direction d’usinage par modification de la solution du guidage du ressort

Limitation de l’hyperstaticité

V2 V3



V2

V3

Positionnement du ressort dans un alésage du corps de boîtier

Positionnement par la forme extrudée dans une direction

Positionnement par les deux glissières latérales dans l’autre direction

Évolution de la solution constructive du positionnement du ressort


Limitation de l’hyperstaticité lors du montage sur la fenêtre

Procédure de pose sur la menuiserie aluminium

mobilités

Montant de la fenêtre

Accrochage de la crémone

Alignement sur le profilé

Contre perçage et pose des vis

BTS IPM :

Evolution de formes fonctionnelles relatives au montage de l’ensemble sur la fenêtre par les aluminiers

Corps de boîtier (version 3)Corps de boîtier (version 2)

Profil usinable dans la même direction


BTS IPM :

Evolution de forme liées à des contraintes de fabrication

Corps de boîtier (version 3)Corps de boîtier (version 2)

Brut d’extrusion

Pièce finie

Logement du ressort obtenu lors de l’extrusion:Moins de matière à extruder,Suppression d’une direction d’usinage.

Pièce finie

Brut d’extrusion

Le coût de la filière est amorti par la taille de la série.


BTS IPM :

Produit V3 brut capable

Problématique:

Dialoguer avec un spécialiste de première transformation pour valider le profil et estimer le coût de l’outillage


BTS IPM :

Centre d’usinage 3 axes à broche verticale

Phase 30

Phase 40

Phase 50

Corps de boîtier (version 3)

Problématique:

Valider l’aptitude à l’emploi d’un outillage

Problématique:

Établir le processus prévisionnel en cohérence avec les moyens disponibles


BTS IPM :

Gains sur procédé/processus sans modifier la fonction technique d’assemblage

V3V2

Forme obtenue par moletage, assemblage à la presse

Assemblage par vissage et collage

Problématique:

Estimer le coût des procédés


BTS IPM :

Gains sur procédé/processus sans modifier la fonction technique de liaison hélicoïdale

V3

V2

Modification du profil de la vis pour s’adapter au choix d’un écrou taraudé et non fileté

Problématique:

Choisir un outillage associé à une machine


BTS IPM :

13

02

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01

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09

PRESENTATIONPRESENTATION

dudu

PRODUIT V3PRODUIT V3


BTS IPM :

NOMENCLATURE DU PRODUIT V3

Rep Nbre Designation Matière Commentaires(Procédé d'obtention)

01020304050607

0809

1011121314

1111111

11

11221

Corps de boîtierGlissière droiteGlissière gaucheVis centraleFaçadeÉcrouAxe de transmission

Entretoise basseRondelle

PommeauEntretoise hauteVis CHc M4x10Vis FZ M4x22Ressort

6061 [Al Mg Si Cu Cr]X6 CrMo17-1 (inox)X6 CrMo17-1 (inox)

S 300 PbAl Si7 MgY30CuZn40Pb3

X12 Cr13 (inox)

EN AW-2030PA6/6

EN AW-2030EN AW-2030

InoxInoxInox

(Extrusion filage + usinage)(Poinçonnage + usinage)(Poinçonnage + usinage)(Étirage à froid + usinage)(Moulage coquille + usinage)( Laminage à froid + usinage) (Extrusion à froid + roulage à froid + usinage)(Extrusion + usinage)(Extrusion + laminage feuille+ découpe jet d'eau)(Extrusion + usinage)(Extrusion + usinage)

Fil Ø 1,5 – Ø ext 12,5Longueur à vide 55 – 11 spires


BTS IPM :

Support

03

06

POI GNEE B&D

01

09

04

SE 05-07-10

12

08

09

02

13

14

A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10Support

03

06

POI GNEE B&D

01

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SE 05-07-10

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A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10

Arbre d'assemblage pour les co-traitantsProduit V3

Problématique:

Établir le processus prévisionnel d’assemblage destiné à l’association co-traitante


BTS IPM :

Croquis A1

Croquis A8

Croquis A9

Croquis A5

Croquis A10

Gamme d’assemblage Produit V3

Croquis A7

Croquis A4

Croquis A6

Croquis A3

Croquis A2


BTS IPM :

Produit V3 spécifié

Problématique:

Valider la conception détaillée du produit


BTS IPM :

Produit V3 spécifié

Problématique:

Valider la conception détaillée du produit


BTS IPM :

Évolutions actuelles en cours: passage de V3 à V3’

Pour répondre à un gain de productivité

Pour augmenter la réactivité et l’autonomie de l’entreprise sur ce produit

Pour mieux utiliser les nouveaux moyens de production récemment acquis (centres Chiron avec embarreur pour l’écrou, machine 4 axes pour le boîtier )


BTS IPM :

Centre d’usinage vertical 3 axes (broche 12000tr/min)

Table « pendulaire » (880x550mm)

X-

Y-

Station usinage

Station chargement

Centre d’usinage BROTHER TC-32A

Machine existante


BTS IPM :

Table pendulaire BROTHER TC-32A Aménagement et organisation du poste

Les déplacements suivant les axes X,Y,Zsont associés

au montant

Broche d’axe vertical

Pièces usinées

Débits

Zone 3« montage

/démontage des pièces »

L’organisation en permutation circulaire

nécessite 3 porte-pièces:

1 en zone 1 « usinage »

1 en zone 2 « chargement/

déchargement »1 en zone 3 « montage

/démontage des pièces »

Zone 2« chargement

/déchargement »

Zone 1« usinage »


BTS IPM :

Centre CHIRON avec embarreurCentre d’usinage vertical 3 axes

(broche 18000tr/min – changement d’outils copeau à copeau)

Embarreur (72 positions angulaires)

Nouvelle machine


BTS IPM :

Embarreur centre CHIRON

Poupée réglable

support de barre

Poupée mobile tirage de barre

Sciage de la barre

Zone d’usinage

BROCHE


BTS IPM :

PERFORMANCES Centre CHIRON + Embarreur

Le procédé MPS(1) de fraisage grande vitesse de pièces en une opération à partir de barres est une nouvelle façon de produire (2001) pour les

industries manufacturières

(1) MPS : Michel Pioch Système – St Céré - 46000

- Possibilité d’obtenir des pièces finies en une opération

- Une productivité améliorée de 20 à 50 %*

- Une économie opérateur de 60 à 80 %*

- Une économie en outillages, prises de pièces de 30 à 60 %*

- Une facilité d'exploitation, grande flexibilité, des changements de séries en quelques minutes.*comparé aux solutions centres d'usinage palettisés


BTS IPM :

(1) MPS : Michel Pioch Système – St Céré - 46000

FLEXIBILITÉ: le procédé MPS est adapté à tous types de séries

Petites séries : faible coût outillage et facilité de changements de série

Aéronautique (glissières de sièges….)

Grandes séries : productivité, automaticité, un opérateur pour plusieurs machines Loisirs (rollers…….) Second œuvre bâtiment Automobile

PERFORMANCES Centre CHIRON + Embarreur


BTS IPM :

Sol. 1- Par décolletage

Usinage dans la barre

Filetage intérieur à l’outil à fileter

Tronçonnage

Sol. 2- Par taraudage après débit

Usinage en grappe sur centre Brother

Taraudage au taraud machine suite à la

modification de la section du filet

Gain en matière / sol 1

Maîtrise dans l’entreprise

Qté de lancement + faible

Coût + faible pour l’entreprise

Sol. 3- Par taraudage dans la

barre

Taraudage en barre sur centre Chiron

Tronçonnage à la fraise

Gain en temps / sol 2

(diminution de la manutention)

Problématique:

Pour répondre à une augmentation de la productivité et à une diminution des coûts: choisir le couple procédé/processus pour une pièce donnée en fonction des moyens disponibles.


BTS IPM :

Centre d’usinage 3 axes à broche verticale

Phase 30

Phase 40

Phase 50

Corps de boîtier (version 3)

3 posages


BTS IPM :Corps de boîtier ( version 3’ )

Phase 40

Phase 30

W n

W n+90°

2 posages

Centre d’usinage 3 axes à broche verticale existant

Centre d’usinage 4 axes à broche horizontale nouvellement acquis

Problématique:

Comparer les processus prévisionnels, choisir des moyens , rédiger un cahier des charges d’outillage


BTS IPM :

C01. Proposer et argumenter des modifications de la pièce liées aux difficultés techniques et aux surcoûts des procédés

C03. Pour chacun des procédés visés, proposer un processus prévisionnel et des principes d’outillages associés

C04. Valider le choix du couple matériau-procédé d’élaboration au regard de la géométrie et des spécifications de la pièce à produire

C05. Spécifier les moyens de production nécessaires (machine-outil, outil, outillage…).

C06. Établir les documents destinés aux partenaires co-traitants et sous-traitants.



Documents

Développement d’un cas industriel : Poignée de fenêtre TECHNAL