BBR - March 2007


Date : 31/03/2007 | Catégorie : Article de presse

Thème : Technique d’assemblage - Perspectives d’avenir
Quelles sont les tendances actuelles en matiere d’assemblage ?
Les participants au troisieme colloque de böllhoff purent prendre connaissance de points de vue et idees extremement interessants dans ce domaine.

Cette rencontre fut l’occasion d’examiner globalement l’ensemble des aspects importants relatifs aux procédés de montage et d’assemblage utilisés avec les nouveaux matériaux et modes de construction.
De l’avis de l’organisateur Dr.-Ing. Gerson Meschut, de la société Wilhelm Böllhoff GmbH & Co. KG (http://www.boellhoff.de) implantée à Bielefeld, les techniques d’assemblage sont aujourd’hui soumises à des exigences plus élevées que jamais. Directeur du département Technologie, Recherche et Développement : « La concurrence ne se situe plus seulement au niveau des matériaux, mais désormais également au niveau des différentes techniques d’assemblage. » Le groupe Böllhoff a décidé de relever le défi et a notamment développé, en coopération avec DaimlerChrysler, une nouvelle génération de rivets (Rivset HD2), autorisant le rivetage d’aciers extrêmement résistants,  avec une résistance à la traction atteignant 1000 MPa. Dr. Meschut : « Le Rivset HD2 représente une extension significative des possibilités de mise en œuvre du rivetage sur les divers matériaux des composants à assembler. »
EN CONSTRUCTION AERONAUTIQUE
Haute et très haute résistance : deux qualificatifs volontiers utilisés par l’un des intervenants de ce colloque, à savoir le Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich. Cet ancien cadre de l’entreprise VW dirige aujourd’hui à Stuttgart l’« Institut für Fahrzeugkonzepte » (Institut des concepts de véhicules), appartenant au « Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) » (Centre aérospatial allemand). A l’occasion de la rencontre organisée à Bielefeld, l’expert recommanda aux constructeurs automobiles de s’intéresser une fois de plus à la « Spantbauweise » (construction en membrure) de la construction aéronautique. Motif : ce type de construction a fait ses preuves dans la conception de produits multi-matériaux, qui s’impose désormais également dans la construction de carrosserie. La « Spantbauweise » utilise notamment des couples métalliques, des profils longitudinaux, ainsi que des couples composites renforcés par fibres de haute performance. Particularité : il est possible de créer un « Space-Frame » (structure spatiale) avec logements intégrés pour les éléments de fixation. Selon le Professeur Friedrich : « Il s’agit d’un concept de véhicule de type « space frame », attractif en termes de coûts, graduable, réalisé selon une conception multi-matériaux. »
RIVETAGE AUTOMATISE
Un responsable de la société Claas Fertigungstechnik GmbH, basée à Beelen, écouta l’exposé avec la plus grande attention. Exact, il s’agit bel et bien d’une filiale du célèbre fabricant de machines agricoles.
Assez peu connue, celle-ci développe des installations et outils sur mesure pour la construction aérospatiale. Parmi ses produits phares figurent des installations automatisant les opérations de rivetage, nécessitant habituellement un important travail manuel. Il s’agit là de dispositifs tout à fait avantageux, expliqua Dipl.-lng. Lutz Neugebauer, directeur du département Technologie aéronautique, lors de son intervention, car un avion moderne comporte jusqu’à un million d’assemblages rivés. Selon lui, 60 à 80 pour cent des opérations de rivetage nécessaires peuvent être automatisées. Dès 1986, la société Brötje Automation, filiale de l’entreprise, initia le développement et la construction de sa propre riveteuse, qui fut notamment utilisée lors de la production de l’Airbus.
Suite à cette initiative pionnière, des riveteuses (frame) à structure interne, dotées de robots à cinq axes et d’effecteurs terminaux, ainsi que des riveteuses à enveloppe externe, virent le jour. A l’aide d’ordinateurs, on réalise un montage de section moderne : des sites d’assemblage hautement automatisés réunissent les quatre coques latérales (coques supérieures et inférieures) des avions en un seul segment. Les coques arrivent dans des logements de composants. Afin que les 72 axes NC puissent procéder à l’aboutement des coques précisément à plus/moins 0,2 millimètres, deux appareils de poursuite laser externes contrôlent leurs mouvements à l’aide d’un processus dit « Best-Fit ».
Que se passe-t-il ensuite ? Monsieur Neugebauer : « Les sections du fuselage du nouveau Boeing 787 ne sont plus composées de quatre coques, mais sont entièrement réalisées à partir de CFC. Il en résulte de toutes nouvelles exigences pour les fournisseurs de machines et d’équipements pour la construction aéronautique. « Claas Fertigungstechnik développe ainsi des appareils de pose hautement automatisés et des modèles d’outillage flexibles, afin d’automatiser le plus possible la fabrication des pièces en CFC.
UNE QUALITE ACCRUE PAR LA SIMULATION ?
Dipl.-Ing. Dirk Biebricher, directeur du département Advanced Fastening Technologies au sein de la société Atlas Copco Tools Central Europe GmbH, est un fervent défenseur de la simulation, en tant que moyen d’accroître la garantie de qualité. Au sein de l’entreprise, un outil de simulation a ainsi été créé, qui permet de « simuler en quelques secondes différentes opérations de vissage ». Pour pouvoir offrir un résultat dans un laps de temps aussi court, le programme se concentre sur quelques paramètres significatifs. Exemple d’application : analyse de l’influence de divers coefficients de friction.
MONTAGE ENCORE PLUS RAPIDE
Dr.-lng. Klaus AItenburg, intervenant originaire de Würselen (près d’ Aix-la-Chapelle), se distingue par un parcours pour le moins mouvementé et passionnant. Aujourd’hui à la retraite, celui-ci a en effet travaillé dans l’ex-RDA au sein de la fabrique de construction de wagons de Görlitz, au Mozambique au sein de la fabrique de wagons de Cometal, et dernièrement au sein de la société Siemens à Aix-la-Chapelle, où il participa, dans le cadre du projet de pré-développement eSIE.CAR, à l’élaboration d’une sorte de « boîte à outils » pour structures de construction légère, procédés technologiques et techniques d’assemblage. Le principe est révolutionnaire pour la construction ferroviaire : les wagons sont expédiés prémontés au client, au sein de conteneurs, le montage final et la mise en service sont réalisés au sein des locaux du client. L’assemblage est exécuté de manière mécanique, par exemple à l’aide de boulons et de rivets. Dr.-lng. Altenburg : « Les techniques d’assemblage mécanique permettent de procéder à un montage rapide chez le client avec une courte phase d’apprentissage. Elles permettent en outre de procéder à des réparations pendant toute la durée de vie du produit, avec un niveau de qualité et de rationalité tout à fait nouveau. »
DIMINUTION DE LA COMPLEXITE
L’exposé du Dr. Hans-Jürgen Lesser, directeur du département Recherche et Développement de la société A. Raymond GmbH & Co. KG, Lörrach, sortit du cadre technique habituel. Thème abordé : réduction de la complexité et des coûts associés aux techniques d’assemblage et de montage. Pour sensibiliser les auditeurs à ce thème, l’intervenant se référa à une étude réalisée par la firme Volvo. Dr. Lesser : « Les coûts des pièces relatifs aux éléments de fixation ne représentent que 15 pour cent sur une automobile. 85 pour cent des coûts globaux sont induits par le montage, la logistique et les charges administratives. » Deux chiffres illustrent bien le problème de bureaucratie dans le domaine de la logistique : parmi les 4000 références de pièces caractéristiquement présentes sur un véhicule de moyenne catégorie, environ 600 correspondent à des éléments de fixation (sans compter les pièces déjà intégrées dans les modules).
ASSEMBLAGES REDUISANT LES COÛTS
Comment un fabricant d’éléments de fixation entre-t-il en jeu dans ce domaine ? Depuis 1999, A Raymond diminue, en collaboration avec la société Kamax-Werke Rudolf Kellermann GmbH & Co. KG, basée à Osterode am Harz, la complexité et les coûts associés aux techniques d’assemblage et de montage.
Dans le cadre de la joint-venture Facil & Cie GCV (Facil est l’abréviation de « Fasteners and Connections International »). En tant que fournisseur de systèmes de fixation, l’entreprise commune assume la responsabilité de l’ensemble des technologies d’assemblage. Comment Facil parvient-elle à maîtriser la complexité ? Il s’avère parfois judicieux de changer de procédé d’assemblage : la colle à durcissement rapide Techbond Pur de la filiale Raybond permet de fixer directement les amortisseurs à pression de gaz sur les vitrages automobiles, sans avoir à percer de trous, et avec simplement un élément de fixation (contre quatre éléments de fixation par trou auparavant). Ainsi, l’entreprise est désormais en mesure de proposer la fixation mécanique (clip), la fixation structurelle (colle) et un processus global de collage.
Comment sont accueillies ces idées d’avant-garde en matière de techniques d’assemblage ? Très bien, d’après A Raymond : la joint-venture s’occupe déjà de près de 50 ateliers de construction dans la branche automobile.
NIKOLAUS FECHT