Wenzel Metal Spinning | Automatisation des procédés de repoussage de métaux

Wenzel Metal Spinning, l’une des plus grandes entreprises de repoussage de métaux aux États-Unis, a récemment intégré la Laser Next 2141 Prima Power à son flux de travail. 

Cet investissement a permis d’améliorer la sécurité, la qualité et la gestion des déchets, tout en permettant à l’entreprise de traiter des géométries plus complexes et d’élargir sa gamme d’applications. 

Des composants courants aux piÈces de haute prÉcision 

Fondée en 1982, Wenzel Metal Spinning exploite plusieurs sites dans l’Indiana et l’Alabama, avec environ 23 000 m² d’espace de production et 150 employés. 

« Nos capacités vont des composants industriels à grand volume, comme les couvercles de poubelles, aux pièces de haute précision fabriquées à partir de matériaux exotiques pour le Mars Rover », explique Ryan Funkhouser, , directeur général de Wenzel Metal Spinning.  

Les projets récents vont des composants industriels courants aux pièces aérospatiales spécialisées. Ces applications exigent des tolérances serrées et impliquent souvent des alliages exotiques, ce qui rend le post-traitement particulièrement exigeant.  

Le repoussage de métaux : un procÉdÉ qui repose sur l’expÉrience 

Le repoussage de métaux est un procédé de formage à froid des métaux utilisé pour créer des pièces à symétrie axiale. Le processus commence par une feuille métallique plane découpée en disque, qui est ensuite formée en pièce circulaire sur un mandrin rotatif. 

« C’est autant un art qu’une science », explique Funkhouser. « On travaille le métal, on modifie sa structure cristalline. Cela demande une sensibilité au matériau qu’on ne peut pas simplement programmer dans un ordinateur. » 

C’est cette « sensibilité » qui explique pourquoi Wenzel accorde tant de valeur à ses employés de longue date. Savoir quelle pression exercer sans endommager le matériau est une compétence qui s’acquiert au fil des années. 

Le dÉtourage manuel, un goulot d’Étranglement dans la production 

Pendant des années, le détourage des pièces tournées a constitué une étape limitante. Le procédé était manuel, lent et potentiellement dangereux, et il manquait de la régularité nécessaire pour répondre aux demandes de plus en plus complexes des clients. 

« Nous étions dans une impasse », explique M. Funkhouser. « Nous arrivions à former des pièces plus vite que nous ne pouvions les finir. Nous devions refuser les commandes nécessitant des découpes complexes, car nous ne pouvions pas gérer la finition de manière rentable. Nous avions besoin d’une solution capable de gérer la nature 3D de nos pièces. » 

Choix d’une solution 5 axes 

La recherche d’un laser 5 axes a été rigoureuse. M. Wenzel a évalué les principaux acteurs du marché, y compris des fabricants allemands et japonais, avant de choisir Prima Power. 

« La Laser Next 2141 de Prima Power répondait à nos besoins, notamment en termes de taille de la cabine, qui peut accueillir les pièces de grande taille que nous fabriquons » explique Ned Kaiser, directeur des opérations. 

« Ils ont compris notre flux de travail et nous ont montré comment la machine pouvait s’intégrer dans notre atelier. L’assistance technique a également été un facteur déterminant. Quand on est en pleine production, on ne peut pas attendre trois semaines qu’un technicien vienne. »  

RÉduction du temps de cycle et fonctionnement en continu 

« Ce qui nécessitait auparavant plusieurs gabarits, étapes et plusieurs ouvriers se résume désormais à une seule opération », explique Lance Angus, responsable de production. « Nous avons réduit des tâches qui prenaient plus d’une heure à seulement quelques minutes. » 

La configuration à cabine séparée permet un fonctionnement continu. « Pendant que le laser découpe un motif complexe sur la table de gauche, un opérateur décharge une pièce finie et en charge une brute sur la table de droite », explique-t-il. « Le faisceau laser reste actif presque en permanence. Nous ne payons pas un opérateur pour regarder une machine travailler ; nous le payons pour alimenter la machine. » 

TolÉrances plus strictes et rÉduction des rebuts 

La capacité 5 axes a permis à Wenzel d’atteindre des tolérances auparavant impossibles. « Nous fabriquons des pièces pour l’aérospatiale où la tolérance est de plus ou moins cinq millièmes de pouce », ajoute M. Kaiser. 

Cette précision a également permis de réduire considérablement les rebuts. Dans le domaine du repoussage des métaux, les pièces mises au rebut sont coûteuses, en particulier lorsqu’on travaille avec des matériaux onéreux tels que l’Inconel et l’Hastelloy. 

Installation et intÉgration du nouveau systÈme 

« L’installation et l’intégration de nouvelles technologies dans la production constituent souvent un défi, mais Prima Power a rendu cette tâche gérable », explique M. Kaiser. « Ils étaient sur place pour assembler la machine, régler les paramètres, former notre équipe et s’assurer que le logiciel s’intègre parfaitement à nos systèmes existants. Leur ingénieur d’application nous a guidés pour maîtriser ses fonctionnalités et venir à bout de procédés et de géométries complexes. » 

SÉcuritÉ accrue et impact sur le personnel 

Le nouveau système contribue également à améliorer la sécurité en réduisant l’intervention de l’opérateur lors des procédés de détourage à haut risque. « Les opérateurs passent de la manipulation directe d’arêtes vives et d’outils de coupe au chargement d’un dispositif de fixation et au lancement du cycle », explique Angus, « ce qui crée un flux de travail plus propre, plus silencieux et mieux contrôlé. » 

Les équipements de pointe favorisent également le développement de la main-d’œuvre. Dans un secteur qui peine souvent à attirer les jeunes travailleurs, les technologies de pointe constituent un atout majeur. « Les jeunes travailleurs veulent utiliser des équipements de pointe comme le laser Prima Power », note M. Funkhouser. 

« Cela implique de la programmation, de la robotique et des interfaces high-tech. Cela fait passer le rôle de « manœuvre » à celui de « technicien ». L’automatisation ne remplace pas notre main-d’œuvre. Elle motive nos collaborateurs. » 

Comment les nouvelles technologies ont redÉfini le positionnement de l’entreprise 

« L’intégration de la Laser Next 2141 Prima Power a changé notre positionnement », réfléchit M. Funkhouser. « Nous ne sommes plus seulement une entreprise de repoussage qui fait un peu de fabrication à côté. Cette machine nous a donné la confiance nécessaire pour nous attaquer à des projets plus complexes, où le repoussage ne constitue que le point de départ. » 

Funkhouser entrevoit une évolution plus large dans l’orientation de l’entreprise.« Nous prenons conscience que notre nom doit refléter l’élargissement de nos capacités.Nous ne sommes plus simplement « Wenzel Metal Spinning » ; nous devenons « Wenzel Metal Spinning and Fabrication. »