Des machines plus rapides signifient une mise sur le marché plus rapide pour l'entreprise
On pourrait dire que l’avantage concurrentiel de Lifetime Products dépend de la vitesse à laquelle sa division de moulage usine l’outillage utilisé dans les moules de soufflage qui produisent pratiquement tous les produits en plastique de l’entreprise. Plus vite la division des moules crée l'outillage, plus vite l'entreprise peut mettre de nouveaux produits sur le marché avant ses concurrents. Et dans de nombreux cas, ce délai de mise sur le marché plus court résulte directement de la technologie avancée des machines-outils de la division moules, qui lui confère la vitesse, la précision et la fiabilité nécessaires pour générer plus de 30 moules par an – et le faire 30 % plus rapidement, ce qui permet de réduire de plus d'une semaine les délais de livraison de l'entreprise pour les nouveaux produits.
Lancé par Barry Mower en 1986 et basé à Clearfield, dans l'Utah, Lifetime Products a commencé par vendre des équipements de basket-ball à domicile facilement réglables et s'est depuis développé pour inclure un large catalogue contenant tout, des tables de pique-nique portables aux hangars de stockage robustes et aux simples chaises pliantes aux kayaks de qualité professionnelle. Et pour chacun de ces produits, la fabrication de moules constitue un élément crucial du processus de production.
« Pour chacun de nos produits, nous produisons généralement un à dix moules pour la production », explique Dennis Norman, ingénieur moules chez Lifetime. « Et actuellement, à l’échelle de l’entreprise, nous utilisons environ 400 moules au total, qui sont tous sous la juridiction de la division moules en termes de production et de maintenance. »
La division moules de l'entreprise produit des outils neufs, modifie les outils plus anciens pour les mises à jour de produits et répare les outils cassés ou usés, permettant à l'atelier de fabriquer 90 % des besoins totaux en outillage de l'entreprise. Après avoir reçu une conception CAO du modèle de produit de la part de l'équipe R&D, l'atelier conçoit, programme, commande les matériaux et usine avant d'assembler et de tester le moule. Fabriqué en aluminium, l'outillage est utilisé pour les moules de soufflage.
Pour maintenir la production, l'atelier produit de nombreux moules de secours pour chacune des installations de l'entreprise. Ils vont également au-delà des moules, en créant l'outillage pour le formage par laminage et l'emboutissage des matrices qui façonnent les composants métalliques des produits Lifetime, tels que les pieds de table et de chaise. Et bien que le volume des demandes de maintenance varie, l'atelier redécoupe ou remodèle fréquemment les formes des moules à mesure que les conceptions des produits changent et/ou sont modifiées.
Les surfaces lisses sont indispensables pour empêcher les composants en plastique moulés de coller à l'outillage et garantir un produit esthétiquement agréable. Mais en raison des pièces en aluminium de qualité d'outillage impliquées, des vitesses et des avances élevées sont indispensables pour l'atelier de moulage. « Plus vite nous pouvons usiner un moule », a déclaré Norman, « plus vite nous pouvons produire et expédier des produits que nos concurrents. Nous recherchons toujours la rapidité pour concevoir et commercialiser nos produits.
Récemment, l'atelier a dû étendre ses capacités de production et remplacer certains équipements plus anciens. Pour décider de la meilleure machine, l'atelier a conçu une pièce de test pour chaque machine-outil OEM envisagée. Ils l'ont d'abord exécuté sur leur propre équipement, puis ont utilisé ces temps d'usinage et ces finitions de surface comme comparaison/référence pour d'éventuels tests de nouvelles machines.
« Nous espérions une machine qui nous permettrait d’augmenter la vitesse d’environ 15 à 20 pour cent », a déclaré Norman. « Lors des tests, une machine a réussi à atteindre un résultat 30 % plus rapide. Cette machine était le centre d'usinage vertical à double colonne Mazak FJV-60/120 .
Le FJV-60/120 tire sa vitesse de plus d'un demi-ag d'accélération sur son axe Z en particulier. Les taux d'accélération/décélération de l'axe Z, aussi rapides que 0,57 g, sont complétés par des taux tout aussi rapides de 0,24 g et 0,31 g en X et 0,31 g en Y. Cela signifie qu'en mode léger, la machine entre rapidement dans la coupe avec des vitesses de déplacement rapides de 1 260 ipm en X, 1 575 ipm en Y et 1 181 ipm en Z, et ce en moins d'un quart de seconde.
En ce qui concerne l'usinage, les moules Lifetime impliquent de nombreux mouvements de haut en bas sur l'axe Z ainsi qu'une accélération/décélération très rapide dans les trajectoires de coupe. « Toutes les machines que nous avons évaluées étaient rapides, selon leurs fiches techniques », a déclaré Norman. « Mais lorsqu'ils ont réellement exécuté la pièce d'essai, ils ont perdu la vitesse d'accélération/décélération, ce qui est essentiel pour réduire le temps d'usinage de l'outil de moulage. Heureusement, la vitesse d'accélération/décélération du Mazak n'a jamais faibli et était extrêmement rapide.
En plus du taux d'accélération/décélération, l'atelier avait besoin de vitesses de broche rapides, et le Mazak leur a fourni des broches de 18 000 tr/min et de 48 ch. Grâce à l'augmentation significative de la puissance par rapport aux machines précédentes de l'atelier, le lissage de la surface est devenu beaucoup plus facile, en particulier avec la commande MAZATROL SmoothG sur le FJV-60/120, qui utilise des fonctions d'anticipation pour suivre les vitesses d'avance rapides et fournir l'accélération et la décélération dont l'atelier a besoin pour réussir avec la précision nécessaire pour des produits en plastique de qualité.
En conséquence, un programme de moulage typique exécuté sur le FJV-60/120 usinera un moule Lifetime avec une profondeur de coupe de 0,300" à environ 450 ipm. L'enlèvement de matière est essentiel, car l'atelier ébauche son outillage à partir de billettes solides jusqu'à obtenir un outil de moulage fini sans aucune opération secondaire. De plus, grâce au langage de programmation conversationnel MAZATROL , le personnel de la division des moules, composé de dix personnes, peut programmer sur la machine tout en gérant des débits exigeants en deux équipes de travail.
« Sur nos équipements plus anciens, nous passions plus d'une semaine à l'établi à travailler sur un outil de moulage après l'avoir usiné », explique Norman. « Maintenant, ils sortent du Mazak et n'ont besoin que d'un peu plus d'un quart de travail, car la finition de surface est bien meilleure. De plus, le support technique de la machine était un facteur tout aussi important. Et nous avons déjà quelques Mazak, donc nous savons que ce sont des machines de haute qualité soutenues par un excellent service. »
Les autres Mazak de l'atelier sont, à l'exception d'un centre de tournage, tous des centres d'usinage verticaux, qui usinent principalement des aciers à outils. Ces machines entrent en jeu lorsque Lifetime construit un nouveau moule – ce que la division fait environ 20 à 30 fois par an – et il y a généralement d'autres équipements qui l'accompagnent, comme l'outillage de formage pour plier/façonner les bras ou les pieds de chaise en métal ainsi que l'outillage pour les matrices d'emboutissage requises.
Les verticaux comprennent une VTC-300, une VCN 510C-II et plusieurs machines VERTICAL CENTER SMART 430A, tandis que le tour est un modèle QUICK TURN UNIVERSAL. Lifetime utilise ces machines pour produire ses propres machines, y compris des outils et d'autres composants fabriqués à partir de matériaux tels que les aciers A2, D2, S7, 4140 ou P20 utilisés pour former des pieds de chaise ou de table. L'atelier de moulage usine des pièces dont la taille varie de 0,500" carré jusqu'à celles de 30" de large par 60" de long avec des tolérances de ±0,0005".
Alors que Lifetime continue de développer ses activités, ses besoins de production ont augmenté. Il y a tout juste un an, la société organisait une cérémonie d'inauguration dans ses nouvelles installations de Knoxville, dans le Tennessee. Avec 1 500 employés à travers le monde et une vaste gamme de produits, l’entreprise ne montre aucun signe de ralentissement. Et grâce à la rapidité et à la fiabilité de ses Mazaks, Lifetime continuera de surpasser la concurrence.