Production d’outils pour l’industrie du bois : Une perspective du 21e siècle

Simon Manns

L’outil de coupe parfait pour le travail du bois a une signification différente pour chaque client. Contrairement au travail des métaux, les outils de coupe pour le travail du bois sont généralement uniques pour une application, et leurs variations sont donc infinies. Les clients du secteur du bois changent fréquemment de produits et de gammes de produits pour s’adapter à l’évolution constante des tendances des consommateurs et des utilisateurs finaux. Pour fournir les outils de coupe et les services connexes dont leurs clients ont besoin, les outilleurs doivent posséder un arsenal de capacités très différent de celui dont ils disposaient lorsque leur atelier a ouvert ses portes. 

« Pour fournir des produits de la plus haute qualité à l’industrie du bois et à de nouveaux segments, nous devons progresser dans notre technologie d’usinage, » a déclaré Jens Schulz, président de Leuco. « Pour accéder à un marché, et ne pas se contenter de copier les produits de la concurrence, nous devons apporter de l’innovation et utiliser des équipements innovants. »

Leuco est l’un des plus grands fournisseurs mondiaux de machines-outils en carbure et diamant pour la transformation du bois et du plastique. La richesse des idées et le savoir-faire technique sont au cœur de Leuco depuis le début. La gamme de produits comprend des lames de scie circulaire, des fraises, des fraises à aléser et à queue, des forets, des systèmes de serrage et des plaquettes. Le service d’affûtage, le conseil d’application et les paquets de services regroupés sous la rubrique « Gestion des outils » complètent la gamme.

L’offre de bois d’œuvre rattrapant la demande actuelle, un boom potentiel se profile à l’horizon pour les transformateurs de bois. Il n’y a jamais eu de meilleur moment pour les fabricants de leurs outils de coupe pour mettre à jour la perspective de répondre avec un maximum de flexibilité à ce qui entrera par la porte. En effet, si les menuisiers exigent toujours de leurs machines-outils des performances fiables et une durée de vie prolongée, le paysage a changé de manière significative, ce qui s’est répercuté sur les ateliers qui fabriquent ces outils. 

Qu’est-ce qui est différent aujourd’hui par rapport à il y a 20 ans ? Le type de bois à couper, les circonstances entourant la production, et les compétences de la main-d’œuvre ont considérablement évolué au cours de cette période. Il est difficile de faire face à ces réalités en faisant les choses comme elles ont toujours été faites. Dans un modèle économique plus durable, les fabricants d’outils pour le travail du bois disposeraient de toutes les technologies nécessaires pour concevoir un outil, programmer la rectifieuse, simuler un prototype, et fabriquer un outil de coupe en une seule et même opération. 

La bonne nouvelle est qu’ils peuvent disposer de ces technologies dès maintenant. 

« La propriété de l’innovation en matière d’outils de coupe repose uniquement sur nos épaules. Les outils de coupe sont spécialisés ; ils sont spécifiques à une application, » a déclaré Kevin Misenheimer, président de Misenheimer inc. « Nous n’essayons pas de faire un seul outil pour une multitude d’applications. Qu’il s’agisse de détourer du MDM, de la mélamine ou des panneaux de particules stratifiées — nous voulons dire à nos clients : voici l’outil que vous devriez utiliser. »

Le défi : Produire de nouveaux outils pour de nouveaux matériaux en un temps record

Avec des conditions commerciales en constante évolution, les producteurs d’outils de coupe savent que l’époque où ils étaient des fournisseurs de produits de base pour l’industrie du bois est révolue. Une clientèle qui définit en permanence les tendances en matière de bois et de produits à base de bois a besoin que les fabricants d’outils soient des partenaires, qui l’aident à répondre et à dépasser ses attentes en matière de production rapide de pièces, de pièces coupées proprement et d’outils dont les performances sont constantes, précises, et fiables pendant une longue durée de vie. 

Mais aujourd’hui, le bois et les matériaux similaires au bois sont plus exotiques et utilisent des composites inconnus par le passé. Les menuisiers explorent des matériaux alternatifs comme jamais auparavant, mettent en œuvre de nouveaux stratifiés performants et utilisent de nouveaux traitements de finition et de surface. Après avoir trouvé un nouveau matériau, ils veulent le couper tout de suite, ce qui signifie passer de la conception de l’outil à la production dans des délais plus courts. Mais l’usinage de ces nouveaux matériaux est souvent un terrain inconnu. Les fabricants d’outils de coupe pour le travail du bois doivent appliquer une pensée abstraite et innovante à chaque défi et le faire en un temps record. 

La seule façon d’être aussi réactif — même dans les 24 heures si le client le demande — est que le fabricant d’outils puisse produire une conception, vérifier les capacités de livraison et donner au client un aperçu de ce qu’il obtiendra et de ses performances, à l’avance. Il arrive que ce processus doive se dérouler sans jamais toucher une rectifieuse ni se trouver dans le même bâtiment qu’elle. 

Pour que ce scénario se termine bien, les fabricants d’outils doivent exploiter l’ingéniosité qui peut être programmée dans les rectifieuses à l’aide de logiciels. Que le matériau soit du MDM, de la mélamine, des panneaux de particules stratifiés ou du contreplaqué avec du caoutchouc stratifié en son milieu, les machines CNC programmables et les logiciels propriétaires développés par les plus grands experts en meulage donnent aux outilleurs la fonctionnalité de travailler sans risque pour atteindre les objectifs des clients. 

« La simulation Tool Studio est l’une des fonctions préférées de nos clients. Par exemple, lorsque nous mettons en place une mèche de toupie à compression, les roues sont réglées et programmées, et la simulation 3D commence, » explique Justin Harris, ingénieur et superviseur du carbure chez Leuco. « La simulation montre que l’outil est rectifié et qu’il sort correctement, sans faux rond, et sans casse. Le client est satisfait de nos produits avant même de recevoir l’outil en main. »

Le défi : Concevoir des outils nécessitant des géométries, des tolérances, et une qualité de coupe complexes

Les outils personnalisés, qui représentent un pourcentage de plus en plus important de la production globale d’un atelier, nécessitent des géométries de surface d’outil complexes, des tolérances serrées, et des coupes plus nettes. La réalisation de caractéristiques de conception plus agressives dans un outil destiné à produire des pièces à partir de matériaux récents semblables au bois est l’un des plus grands défis auxquels sont confrontés les fabricants d’outils pour le travail du bois. Pour ces outils, il faudra trouver des solutions pour contrôler l’utilisation excessive du transfert de chaleur et optimiser l’enlèvement des copeaux pour éviter l’encrassement. Avec un logiciel, les codes G peuvent être sélectionnés manuellement pour diriger le mouvement d’une meuleuse avec plus de précision — non seulement à partir du centre, mais aussi à partir de différents points d’entrée, selon les besoins — sans avoir à passer des heures à deviner et à gaspiller des matériaux coûteux. 

« Lorsque nous avons un défi à relever et que nous voulons apporter des modifications à la géométrie de l’outil, c’est là que le logiciel Tool Studio entre en jeu, » a déclaré Misenheimer. « Nous pouvons apporter des modifications sur l’ordinateur avant même qu’une ébauche ne soit placée dans un mandrin. Cela nous permet de créer un outil spécial dans un délai très court et de réduire les rebuts. Avant Tool Studio, nous devions rester debout jusqu’aux petites heures du matin, échec après échec. Cette époque est révolue. »

La conception d’un outil doit trouver un équilibre entre la précision et la qualité, d’une part, et l’efficacité de l’usinage et le temps de fonctionnement, d’autre part. Les équipementiers de machines à meuler peuvent montrer la voie pour y parvenir et augmenter la valeur par opération. Il peut être révélateur de considérer la marge de manœuvre dont on dispose dans une opération pour rationaliser le processus de rectification, ou plus précisément les tâches non liées à la rectification qui le précèdent et l’entourent. 

  • Le matériel et le logiciel des machines de pointe combinent la facilité de programmation des avances et des vitesses avec la capacité de produire des géométries très complexes en un seul serrage. 
  • Il peut simuler la meule en train de rectifier du carbure ou d’éroder du PCD ou d’autres matériaux super durs à partir de l’ébauche pour produire un outil unique. 
  • Une rectifieuse peut offrir des changeurs de meules et des unités de dressage automatique intégré 
  • La machine peut être programmée pour démarrer le processus de meulage plus près de la pièce et utiliser le palpage en cours de processus, ce qui réduit encore les temps de cycle pour une productivité accrue. 
  • Lors du traitement des arêtes et des pointes avec PCD, les fonctions de meulage et d’érosion peuvent même être combinées dans la même machine. 

Le résultat est que l’utilisation de bons outils en 15 minutes au lieu d’une heure devient un scénario réaliste. Le marché propose également des solutions d’automatisation intégrées à des robots portiques, des chargeurs de pièces palettisées pouvant traiter 1 500 pièces en un seul passage et des systèmes d’inspection par vision. Le potentiel pour porter la production d’outils de coupe à des niveaux sans précédent existe aujourd’hui. 

Le défi : Apporter votre meilleur jeu malgré le manque de compétences

Cela nous amène à l’éléphant dans la pièce : l’état de la main-d’œuvre disponible. Ces bouleversements se produisent à un moment où, selon le Bureau américain des statistiques du travail, 29 000 nouveaux machinistes seront nécessaires d’ici 2024 pour répondre à la demande des seuls travailleurs qui prennent leur retraite. La baisse continue du nombre de travailleurs formés pour un environnement de coupe d’outils serait problématique si ce n’était des progrès de l’automatisation de la production. Selon le McKinsey Global Institute, près de 9 heures sur 10 consacrées aux activités réalisées par les travailleurs dans les métiers de la production manufacturière peuvent être converties en automatisation. 

De nouveaux niveaux de productivité et de croissance sont à portée de main grâce à l’automatisation, d’autant plus que les équipementiers de machines-outils proposent des options standard pour la mise en œuvre de l’automatisation avec des fonctionnalités et une flexibilité croissantes pour les fabricants d’outils pour le travail du bois, comme le changement d’outil et le suivi des machines. Le service américain Automation Solutions de United Grinding propose un portefeuille de systèmes standard de pointe ainsi que l’automatisation personnalisée de combinaisons d’équipements spécifiques parmi les huit marques de rectifieuses de la société. La formation et l’installation pour que les nouveaux opérateurs soient rapidement opérationnels font partie de la valeur ajoutée. 

En outre, dans le nouvel ordre mondial, les employés actuels peuvent être utilisés au mieux de leurs capacités avec une ressource comme Tool Studio. Par exemple, une main-d’œuvre qui ne connaît pas le code G, le langage de programmation CNC, peut être aidée par des avances et des vitesses préprogrammées dans une interface opérateur simple. De l’autre côté du spectre, les jeunes diplômés d’écoles professionnelles ayant une connaissance générale de la CAO/FAO peuvent se lancer et devenir rapidement compétents dans les applications Tool Studio pour concevoir et programmer le processus de rectification CNC. 

La solution : Tirer parti de l’expertise en matière d’ingénierie et d’applications avancées

L’un des défis ci-dessus décrit-il votre situation ? Avez-vous réfléchi à la manière d’abaisser votre coût par pièce, de réduire le temps de cycle, d’étendre votre savoir-faire pour qu’il corresponde à ce qui se passe autour de vous ? Les points douloureux auxquels les fabricants d’outils de coupe pour le travail du bois sont confrontés aujourd’hui peuvent être convertis en avantages concurrentiels demain. 

United Grinding North America offre à ses clients la formation professionnelle nécessaire pour les niveaux de compétences les plus basiques aux plus avancés au sein d’une installation. Les cours vont de l’affûtage général, du fonctionnement, et de la programmation à la formation personnalisée. Ce service peut être fourni sur votre site de production, sur votre propre machine ou au siège de United Grinding North America à Miamisburg, Ohio.

Mais ce que nous voulons vraiment vous aider à faire, c’est évaluer les limites de vos capacités actuelles et les repousser encore plus loin pour mieux servir vos clients à la pointe du progrès — tout en étant prêt pour les développements industriels auxquels vous n’avez même pas pensé.

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