Schneider Electric ouvre la voie vers la transformation digitale grâce à la fabrication additive

Outil de chaîne de montage imprimé en 3D utilisé pour soutenir des interrupteurs pendant les opérations de marquage laser. Fabriqué en matériau ASA avec l’imprimante 3D F170 de Stratasys

L’année dernière, le géant industriel Schneider Electric a entrepris de mettre en œuvre le processus Industrie 4.0 à grande échelle dans toutes ses activités à travers le monde entier. À travers ce projet, dénommé « Smart Factory », l’entreprise déploie une stratégie fondée sur les technologies de pointe et les avantages de l’Internet industriel des objets (IIoT) pour optimiser ses processus. Conçue pour améliorer l’efficacité opérationnelle et réduire les coûts pour ses clients, l’initiative a été introduite dans tous les sites à travers le monde, chacune d’elles devant relever le défi de l’innovation et de la transformation digitale.

L’un des fers de lance de l’entreprise a été l’usine de Puente la Reina, en Espagne, dont la stratégie repose sur l’adoption de la fabrication additive FDM de Stratasys pour l’ensemble de son processus de production. Le gain significatif en efficacité de l’usine, notamment au niveau de ses opérations d’outillage, a valu à son équipe de direction de recevoir une importante distinction de la part de Schneider Electric. L’usine de Puente la Reina s’est en effet récemment vue attribuer le prix « Smart Factory » décerné à l’échelon européen par Schneider Electric en reconnaissance de l’accélération de son processus de transformation Industrie 4.0, avec un grand nombre d’outils de fabrication imprimés en 3D, des économies considérables en temps et en argent obtenues et une efficacité optimisée de la chaîne d’approvisionnement.

« L’année dernière, l’utilisation de la fabrication additive FDM de Stratasys nous a permis d’économiser de l’ordre de 20 000 € rien que dans la réalisation de l’outillage de la chaîne de montage, ce qui a largement compensé notre investissement initial dans l’imprimante 3D F170 », affirme Manuel Otamendi, responsable de l’industrialisation et de la maintenance de la chaîne d’approvisionnement mondiale de l’usine de Schneider Electric à Puente la Reina. « Grâce à cette technologie, nous sommes en mesure de réaliser de nouveaux outils de production à hautes performances en une seule journée, alors qu’auparavant, il nous aurait fallu sous-traiter leur fabrication et attendre au moins une semaine. Nous réduisons ainsi considérablement notre dépendance des fournisseurs et pouvons beaucoup mieux maîtriser la production des outils, ce qui se traduit par une amélioration de la flexibilité de l’ensemble de notre processus de fabrication et une diminution des délais de commercialisation de nombreux produits. »

Optimisation de la production des outils sur les chaînes de fabrication

Outil de chaîne de montage imprimé en 3D utilisé pour soutenir des interrupteurs pendant le processus de production. Fabriqué en ABS sur l’imprimante 3D F170 de Stratasys

Acquise auprès du partenaire local de Stratasys, Pixel Sistemas, l’imprimante 3D de qualité industrielle F170 de Schneider Electric est utilisée dans un large éventail d’applications d’outillage, notamment pour la réalisation d’outils, de gabarits, de fixations, de bras préhenseurs et autres outils robotiques pour les chaînes de montage. Auparavant, la fabrication de tous ces éléments était sous-traitée à des tiers qui utilisaient des processus de moulage par injection ou d’usinage CNC. La F170, qui est devenue un véritable cheval de bataille pour l’usine de Puente la Reina, réalise plus d’une centaine de nouveaux outils de production chaque année.

L’un des exemples d’application est la production de préhenseurs de bras robotiques pour la chaîne de montage. Grâce à son imprimante 3D F170, Schneider Electric a pu développer de nouvelles idées pour les préhenseurs, qui lui ont permis d’améliorer les performances de ses robots et de faire encore plus d’économies.

« Il n’est pas rare que les pièces en aluminium du moule se cassent lorsqu’elles se heurtent. Et quand cela se produit, elles coûtent cher à remplacer. », explique M. Otamendi. « Pour y remédier, nous sommes désormais capables de remplacer les préhenseurs de bras robotiques en aluminium, qui sont chers à fabriquer, par des pièces équivalentes imprimées en 3D. L’outil imprimé en 3D offre non seulement les mêmes performances mécaniques que l’outil traditionnel, mais encore assure la protection de pièces d’aluminium, beaucoup plus coûteuses, lorsque les moules se heurtent. Si l’outil imprimé en 3D se casse, nous pouvons le remplacer à bas coût et en seulement quelques heures.

« En ce qui concerne les économies que nous avons réalisées, l’externalisation d’un préhenseur usiné nous coûtait 200 euros par outil. Aujourd’hui, nous pouvons les imprimer en 3D à la demande, pour environ 100 euros chacun. La possibilité de simplifier notre chaîne d’approvisionnement est également très importante pour nous aujourd’hui. Pour cela, il est essentiel de disposer de cette capacité à fabriquer les pièces à la demande en interne. », ajoute-t-il.

Numériser les opérations pour améliorer l’efficacité

Schneider Electric conçoit et imprime en 3D l’outil de support et l’outil supérieur de ses presses manuelles, et optimise ainsi l’efficacité de ses chaînes de montage

Les économies notables et la meilleure rationalisation du flux de production obtenues grâce à l’intégration de la fabrication additive FDM de Stratasys ont eu un effet positif sur l’efficacité de l’ensemble de l’usine et la réduction des délais de commercialisation dans des domaines clés.

« La fabrication additive a transformé notre façon de travailler et a totalement bouleversé notre manière d’envisager l’avenir de notre activité », affirme M. Otamendi. « Tout en continuant à utiliser notre F170 pour optimiser plus encore nos processus d’outillage, nous étudions activement la possibilité de tirer parti d’autres matériaux FDM à haute performance sur la série d’imprimantes 3D F123 de Stratasys en vue de répondre aux demandes de pièces d’utilisation finale sur la chaîne de production. L’utilisation accrue de cette technologie aura un rôle important à jouer dans la réalisation de nos objectifs de transformation digitale. »

Yann Rageul, Directeur des Solutions de Fabrication pour les régions EMEA & APJ chez Stratasys, a déclaré : « Dans le contexte de la pandémie mondiale, nous avons clairement pu observer que la fabrication additive pouvait jouer un rôle déterminant dans l’amélioration de la chaîne d’approvisionnement traditionnelle et des chaînes de production conventionnelles. Alors que les leaders cherchent à optimiser de nouveau leurs opérations, nous prévoyons une augmentation de l’adoption de la technologie à un niveau stratégique par des entreprises comme Schneider Electric, qui poursuit avec succès son processus de transformation digitale. La fabrication additive leur permet non seulement d’augmenter la flexibilité de leur production et de réduire leur dépendance vis-à-vis des fournisseurs, mais encore d’améliorer significativement leur efficacité opérationnelle tout au long du développement des produits. Même si cela est probablement un objectif commun pour la plupart des entreprises, l’impact du COVID-19 a amplifié plus encore son importance. »