Réduction des coûts et des temps de cycle

Ketchie Inc, un atelier d’usinage de précision de troisième génération situé à Concord, en Caroline du Nord, est passé d’un job shop textile à une centrale d’usinage CNC de haute technologie. Au service d’industries allant du rail à l’agriculture, l’entreprise a accéléré sa trajectoire de croissance en 2021 en intégrant Mastercam à son équipement Mazak existant.

Ce changement a permis à Ketchie d’optimiser les parcours d’outils, d’adopter l’usinage multi-axes et de réduire considérablement le temps de cycle et les coûts d’outillage, ce qui a permis à l’atelier d’atteindre son ambitieux objectif de croissance annuelle de 15 %.

Selon Jim Thorpe, responsable de l’assurance qualité, Ketchie doit constamment relever le défi d’être plus compétitif. Les ateliers d’usinage sont nombreux à Concord, qui abrite le Charlotte Motor Speedway et une multitude de sociétés de course automobile, ainsi que des fabricants de textiles et de produits agricoles.

Depuis ses débuts dans l’usinage CNC en 1980, Ketchie utilise des fraiseuses et des tours CNC Mazak (Florence, Ky.) fonctionnant exclusivement avec le mode de programmation conversationnel Mazatrol. Lors de la recherche d’un nouveau système CAO/FAO, l’équipe de Ketchie a souhaité une intégration transparente avec ses systèmes existants.

« Nous ne voulions pas revenir en arrière et réécrire chaque programme, mais avec Mastercam et Mazatrol, nous les lissons », a déclaré Thorpe. « Nous utilisons la programmation EIA (Electronic Industrie Association G-Code) mélangée à Mazatrol. Si nous trouvons un parcours d’outils obsolète ou quelque chose que nous aimerions remplacer avec Mastercam – fraisage de surface, ébauche, tout ce qui peut créer un chemin plus rapide à travers les matériaux – nous coupons cette partie du programme de Mazatrol et insérons le programme de code G EIA de Mastercam.

« Nous n’avons pas à recommencer tous nos programmes. Nous sommes capables de faire du maillage et de la lecture jusqu’à ce que nous arrivions à tout faire par Mastercam hors ligne. »

Rouler dans la technologie de la sous-broche

Pour atteindre son objectif de croissance de 15 % par an, l’équipe de Ketchie savait qu’il serait nécessaire d’étendre ses parcours d’usinage à grande vitesse et ses efforts d’usinage multi-axes. En plus d’investir dans un logiciel de CAO/FAO pour soutenir la croissance future, Ketchie a acheté un tour à deux broches. Les employés avaient une grande expérience de Mastercam et de Mazak, mais tous n’avaient pas l’expérience de la technologie des sous-broches.

Ketchie s’est tourné vers son revendeur Mastercam, Barefoot CNC (Morganton, N.C.) pour obtenir de l’aide. L’équipe de Barefoot a travaillé avec Ketchie pour créer des programmes hors ligne que le fabricant ne pouvait pas créer à la commande de la machine. En créant des chemins d’accès de fraisage en 3D pour l’ébauche et la finition des cônes sur certaines des plus grandes séries de pièces de l’entreprise, une opération et un réglage entiers ont été éliminés.

L’ajout de l’usinage multi-axes ouvre déjà des portes à Ketchie. L’entreprise se tourne vers l’avenir et étudie d’autres applications pour l’usinage 5 axes.

Les mises à niveau technologiques portent leurs fruits, car Ketchie explore des stratégies d’usinage. Par exemple, une pièce destinée à l’industrie ferroviaire nécessite un alésage conique de 4 pouces. Dans le processus de fabrication d’origine, les pièces étaient ébauchées par une série d’interpolations de cercles ; plus de 400 coupes au total étaient nécessaires pour venir à bout de la pièce.

Après avoir acheté Mastercam, Ébauche a pu créer des parcours d’outils d’ébauche et de finition en 3D pour la pièce. La nouvelle stratégie d’usinage a permis d’éliminer une machine entière, sa configuration et son opération. L’usinage a permis d’économiser 20 % du temps de cycle de la machine par pièce grâce à ce changement. À l’origine, la pièce était ébauchée sur la fraise, puis finie sur le tour. L’utilisation de Mastercam et de parcours d’outils 3D a permis de réduire le temps de cycle.

Un module complémentaire : la réduction des coûts d’outillage

Outre la réduction des temps de production, Ketchie économise de l’argent sur l’outillage. Avant d’utiliser les parcours FAO modernes, les inserts et les outils étaient fréquemment remplacés, ce qui entraînait des temps et des coûts de production supplémentaires.

« Nous usinions six pièces sur les plaquettes avant de devoir les changer. Avec le parcours d’outils 3D, nous pouvons désormais usiner jusqu’à 15 pièces par plaquette », a déclaré M. Thorpe.

Sur le tour, avec l’utilisation de la broche secondaire et de Mastercam, Tournage a connu de nombreux cas où le logiciel CAO/FAO a permis de créer de nouveaux parcours d’outils qui ont conduit à l’élimination de l’opération de fraisage. Les pièces sont exécutées sur le seul tour. Ce changement s’est avéré avantageux car un machiniste peut désormais régler une pièce et exécuter un programme après les heures de travail. La nouvelle stratégie d’usinage a permis à Ketchie d’effectuer davantage d’opérations d’usinage à l’arrêt, ce qui s’est traduit par une réduction des coûts de main-d’œuvre et une augmentation de la capacité de production.

Une pièce en particulier est fabriquée pour l’industrie du contrôle des mouvements fluides et a nécessité deux opérations sur le Tournage avant d’être transférée sur le Broyeur pour l’usinage de six rainures. Insérée dans de l’acier 4140, la pièce comportait des fentes de 1 pouce de large sur 6 pouces de profondeur, découpées par une fraise à plaquettes ISCAR.

Désormais, grâce à Mastercam Multiaxes, Ketchie peut produire la pièce du début à la fin sur le tournage. Multiaxis permet un contrôle complet du modèle de coupe, du contrôle de l’axe d’outil et de l’évitement des collisions. En éliminant l’opération de fraisage, le temps d’usinage de la pièce a été réduit et le programme de production global de l’atelier est plus efficace puisque cette machine est désormais disponible pour d’autres travaux.

« Pendant toute ma carrière, on m’a dit qu’un jour nous pourrions lancer un dessin dans une machine et que celle-ci programmerait une pièce », a déclaré M. Thorpe. Quand j’ai vu que je pouvais mettre un PDF dans Mastercam et l’utiliser comme géométrie, je me suis dit : « Enfin ! ». C’est en train de se produire. Je l’ai toujours su ».

Quelle que soit la taille de l’entreprise, l’investissement dans le personnel et la technologie est la clé du succès à long terme. « Nous mettons en lumière l’importance de la fabrication et de la chaîne d’approvisionnement dans notre pays », a déclaré Courtney Silver, présidente et propriétaire de Ketchie Inc. « Pour les petits fabricants, c’est une grande responsabilité d’être le plus compétitif possible, ce qui signifie suivre la technologie de l’usinage et investir constamment dans votre personnel, vos processus et votre équipement. Dans certaines situations, nous pouvons battre les prix pratiqués à l’étranger grâce à l’automatisation, à la robotique et aux taux d’usinage sans surveillance. »

En diversifiant sa clientèle, notamment en obtenant des contrats du ministère américain de la défense, Ketchie Inc. est en passe d’atteindre son taux de croissance de 15 %.

Thorpe utilise Mastercam et des parcours d’outils 3D pour réduire les temps de cycle.