Le fondeur sous pression réalise des gains de productivité grâce à des capacités d'usinage étendues

Avec quatre générations de mouleurs sous pression, Simalex s'est transformé au fil des ans pour répondre aux demandes croissantes du marché nord-américain du moulage sous pression.

Selon la North American Die Casting Association (NADCA), les pièces moulées sous pression font partie des articles fabriqués en série les plus volumineux fabriqués par l'industrie métallurgique et se retrouvent dans des milliers de produits de consommation, commerciaux et industriels.

Le moulage sous haute pression est un processus qui peut produire des géométries complexes avec un degré élevé de précision et de répétabilité. Les composants peuvent être produits selon des spécifications strictes, avec des surfaces lisses ou texturées, et ils conviennent à une variété d'options de finition.

Au Canada, en particulier dans la région de l'Est, le moulage sous pression est fortement lié au secteur automobile. Cependant, dans l'Ouest canadien, les fondeurs sous pression ont tendance à être plus généralistes, prenant en charge des projets de production à court et à long terme pour un large éventail d'applications industrielles.

Simalex, une entreprise de moulage sous haute pression située à Langley, en Colombie-Britannique, fait exactement cela depuis un peu plus d'un demi-siècle. Avec quatre générations de mouleurs sous pression, l'atelier s'est transformé au fil des ans pour répondre aux demandes croissantes du marché nord-américain du moulage sous pression.

Fred Lyhne Jr., PDG et directeur de l'ingénierie de Simalex, a passé la majeure partie de sa vie dans l'entreprise. Son grand-père, Alex, a fondé l'entreprise en 1962 dans son arrière-cour à Surrey, en Colombie-Britannique. Après seulement quatre ans, Alex a convaincu son fils, Fred Sr., un fondeur sous pression de métier, de se joindre à l'entreprise et de faire entrer Simalex dans le monde du moulage sous pression.

Fred Jr., qui a commencé sa carrière dans le moulage sous pression en aidant son père le week-end, a finalement repris l'entreprise avec son fils, Freddy. Fred Jr. a un diplôme en génie mécanique en plus d'être un machiniste Sceau rouge et un outilleur-ajusteur et se concentre sur cet aspect de cette entreprise. Son fils Freddy est un machiniste certifié Sceau rouge et se concentre sur les opérations et la production. Ensemble, le duo père-fils a élargi les capacités de fabrication et de finition automatisées de l'entreprise, la transformant en un guichet unique pour tous les besoins de moulage sous pression de ses clients. Simalex propose également un service complet de fabrication d'outils, avec des services d'ingénierie et de conception pour la fabrication.

"Nous sommes une petite entreprise en termes de quantité de personnel, mais nous sommes hautement automatisés", a déclaré Fred Jr. "L'automatisation de l'atelier nous a donné la flexibilité d'ajuster les cycles de production de courts à longs et de passer à différents alliages en cas de besoin. Notre flexibilité et notre souplesse sont ce qui nous rend spéciaux."

Au niveau de l'atelier, Simalex dispose de machines de coulée sous pression Toshiba à chambre froide et à chambre chaude d'une capacité allant de 300 à 900 tonnes US.

Le moulage sous pression en chambre froide est un procédé de fabrication privilégié pour les métaux à point de fusion élevé, et il est utilisé par la plupart des principaux fabricants de pièces de l'industrie. En règle générale, ces métaux comprennent des alliages d'aluminium, de laiton et de cuivre. Les machines à chambre froide nécessitent un équipement supplémentaire - généralement un four extérieur et une poche pour verser le métal dans la machine - pour le moulage sous pression. Le métal en fusion doit être versé directement dans la chambre, soit par un système de poche, soit manuellement. Une fois que le métal en fusion est chargé à un volume suffisant, il est injecté dans la filière à travers un piston hydraulique à haute pression. Les exigences de pression pour les pièces moulées en chambre froide sont généralement plus élevées que celles des pièces moulées sous pression en chambre chaude.

Les machines à chambre chaude contiennent le creuset d'alliage dans le cadre de la machine elle-même et utilisent un col de cygne pour injecter le matériau du creuset dans la matrice. Les composants internes de la machine associent le piston et l'orifice pour contrôler la quantité de métal en fusion injectée dans la matrice. Lorsque le port se scelle, le métal repose dans la cavité pour se refroidir et se solidifier. Ensuite, le piston se rétracte et le moulage lui-même peut être retiré une fois la matrice ouverte. Cette conception permet au moulage sous pression à chambre chaude d'être un processus continu. Comme le creuset est interne, les machines à chambre chaude sont utilisées pour les matériaux à point de fusion inférieur. Les alliages sont limités à des matériaux qui n'érodent pas ou ne dissolvent pas le métal de la machine lorsqu'ils sont soumis à la chaleur ou à une haute pression. Les matériaux typiques utilisés dans le moulage sous pression à chambre chaude sont les alliages de zinc, de plomb et de magnésium. Pour la chambre chaude, l'atelier se concentre principalement sur les alliages de zinc, en particulier les alliages de zinc 3, 5 et 8.

Au niveau de l'atelier, Simalex dispose de machines de coulée sous pression Toshiba à chambre froide et à chambre chaude d'une capacité allant de 300 à 900 tonnes US.

C'est ce processus continu qui fait du moulage sous pression une excellente option pour la production à grand volume. Selon la configuration de la pièce, l'usinage CNC peut être une option assez coûteuse, sans parler du temps.

"Ce qui prendrait généralement 10 à 15 minutes à usiner, nous pouvons le couler sous pression en environ 30 secondes", a déclaré Fred Jr. "Il s'agit généralement d'un processus beaucoup moins coûteux avec un haut niveau de répétabilité. Il y a maintenant quelques concessions avec le moulage sous pression, en particulier en ce qui concerne la résistance, car nous ne sommes pas en mesure de traiter thermiquement nos alliages pour le moment, mais c'est surtout le coût et le volume qui stimulent la demande."

Il donne l'exemple d'une série de 300 000 pièces. Fred Jr. estime qu'il n'y a pas assez de magasins dans la partie continentale de Vancouver qui pourraient gérer ce volume. Cependant, il est parfaitement adapté au moulage sous pression et Simalex pourrait facilement le gérer. Avec des séries aussi importantes, une rationalisation de la production est nécessaire. C'est pourquoi Simalex a configuré son atelier en cellules de machines moulées sous pression.

"Les cellules de la machine de moulage sous pression ont toutes les opérations de rognage nécessaires", a-t-il déclaré. "Nous avons une pulvérisation robotisée, une extraction robotisée, des convoyeurs de refroidissement et une presse à découper, le tout dans la cellule. À partir de là, le composant passe à tout processus secondaire requis. Dans certains cas, il va à notre département d'usinage CNC. D'autres fois, il s'agit simplement d'un ébavurage ou d'une inspection supplémentaire, ou même d'une finition vibratoire ou d'un grenaillage, suivi d'un chromatage, d'une anodisation, d'un revêtement en poudre ou d'un assemblage."

Au cours de la dernière année, l'entreprise s'est concentrée sur l'internalisation de certains de ses services externalisés, en particulier ses services d'usinage. L'une des raisons est que des quantités massives de stocks doivent être conservées sur les planchers de ses fournisseurs pour répondre aux exigences de livraison juste à temps de ses clients.

"Jusqu'à cette année, nous avions engagé et utilisé la capacité, supérieure à 50 %, des ateliers d'usinage qualifiés capables de nous approvisionner dans la région", a déclaré Fred Jr. "Il est devenu très difficile de contrôler la livraison et la qualité."

Il a expliqué que l'incapacité de contrôler les livraisons dans les délais requis par l'entreprise à un prix spécifique était un grand défi, et bien que l'entreprise n'ait pas eu beaucoup de problèmes de contrôle de la qualité, cela était toujours au centre des préoccupations de Fred.

"Nous avons mis en place des contrôles de qualité, en particulier parce que nos ateliers de service sont une extension de notre entreprise et sont soumis à des audits de qualité, mais ce n'est toujours pas notre entreprise", a déclaré Fred Jr. "Nous avons toujours eu un département d'usinage CNC en interne, mais récemment nous avons décidé de développer cela. Nous avons acheté deux nouveaux centres d'usinage CNC supplémentaires avec une capacité 4 axes cette année et continuons à développer notre capacité avec l'idée de ramener une grande partie de cet usinage en interne."

Au-delà des machines CNC, l'entreprise dispose d'un certain nombre de machines manuelles, notamment des taraudeuses, des perceuses, des presses, des poinçons et une station de meulage. Mais il est toujours à la recherche de nouvelles opportunités d'investissement.

"Nous avons pour objectif global de voir jusqu'où nous pouvons pousser notre capacité", a déclaré Freddy. "Nous essayons de déterminer où est le meilleur endroit pour investir. Il y a tellement d'équipements disponibles et tellement d'options où nous pourrions investir. Je pense que l'une de nos prochaines étapes consiste à essayer d'acquérir une ligne de chromate et de revêtement en poudre. J'aimerais vraiment nous voir nous concentrer sur l'abandon de la sous-traitance à des fournisseurs tiers, comme nous l'avons fait avec notre atelier d'usinage.

Le moulage sous pression est un processus continu qui en fait une excellente option pour la production à grand volume.

Avec les nouvelles machines CNC, l'entreprise a récemment embauché un machiniste CNC Sceau rouge pour vraiment se concentrer sur ce côté de l'entreprise et remplir les machines à pleine capacité. Freddy a noté que l'atelier avait du mal à trouver des travailleurs qualifiés pour faire fonctionner les machines. Simalex est donc constamment à la recherche de nouveaux employés ayant une bonne éthique de travail et une soif d'apprendre.

L'intégration de l'automatisation dans l'atelier a aidé Simalex à faire face à la pénurie de main-d'œuvre.

"L'ébavurage robotisé est quelque chose que j'aimerais vraiment avoir dans l'atelier dès que possible", a déclaré Fred Jr. "Parfois, utiliser un robot plutôt qu'une machine CNC pour un usinage simple est la meilleure solution. Parfois, avec des exigences d'ébavurage spécifiques comme la finition de finition, nous pourrions utiliser un bras robotisé plutôt qu'un opérateur humain pour effectuer cette tâche. Nous recherchons certainement des robots plus rapides et améliorés dans l'atelier."

Fred Jr. a expliqué que l'année dernière a été difficile pour l'entreprise, ayant perdu 12 de ses employés de longue date à la retraite. Non seulement il était difficile de trouver des travailleurs pour les remplacer, mais cela a provoqué une fuite des cerveaux dans l'atelier. Le développement de cellules de travail et l'automatisation de l'atelier, ainsi qu'un ERP mis à jour, permettent à l'entreprise de placer de nouveaux travailleurs moins expérimentés dans les cellules, car l'équipement contrôle la vitesse et la cohérence du processus par rapport aux normes de fabrication spécifiées par ses clients.

"Il y a peu de fondeurs près de chez nous, donc la formation et l'enseignement offerts pour le moulage sous pression sont limités", a déclaré Freddy, qui se concentre sur le développement de programmes de formation internes, avec l'aide de NADCA, pour les nouveaux employés.

Cela peut prendre jusqu'à six mois aux nouveaux employés pour mettre en place et faire fonctionner des machines de moulage sous pression de base et des années pour être compétent dans le dépannage des défauts des pièces moulées, c'est pourquoi perdre des employés de longue date était un tel défi.

« En ce qui concerne l'avenir, j'aimerais m'occuper d'acquisitions d'entreprises qui peuvent soutenir notre chaîne d'approvisionnement afin que nous puissions offrir tous les services requis, mais avec un contrôle total de la qualité et de la livraison », a déclaré Fred Jr. « Actuellement, notre croissance est limitée par la capacité de nos fournisseurs à produire la valeur ajoutée dont nos clients ont besoin. Alors que nous concluons ce cycle économique actuel, je crois que Simalex s'est positionnée comme une entreprise très compétitive capable de relever les défis à venir.

La rédactrice adjointe Lindsay Luminoso peut être jointe à [email protected].

Photos reproduites avec l'aimable autorisation de Simalex, www.simalex.com