Magazine Vendredi 2 août 2019 - 10:48

Hager Group, du prototypage à la production de pièces en série

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Fondé en 1955, Hager Group est un des principaux fournisseurs en matière de solutions et de services pour les installations électriques dans les bâtiments résidentiels, tertiaires et industriels. Ses produits sont fabriqués dans vingt-trois sites à travers le monde, notamment en France. Dans le but de rester à la pointe de l’innovation, de concevoir de nouveaux produits tout en réduisant les délais et les coûts de production, l’équipe R&D du site français de Saverne a intégré des solutions de fabrication additive à niveau industriel à ses procédés de conception et de production. Après avoir investi dans la technologie 3D PolyJet de Stratasys, l’entreprise a acquis un système de production FDM Fortus 380mc. Aujourd’hui, elle utilise le procédé d’impression 3D de dépôt de matière fondue (FDM) pour la création d’outillage de pointe, dont certaines pièces étaient conçues précédemment en métal, mais aussi pour la fabrication de pièces en série.

Créer des pièces complexes, fonctionnelles et légères

« Nous avions besoin de créer des pièces complexes, fonctionnelles et légères de manière rapide et rentable à la fois – c’est là où la fabrication additive s’intègre parfaitement à notre pratique. C’est la raison pour laquelle nous l’avons intégrée à toutes nos opérations sur le site de Saverne. Imprimer les pièces en 3D nous a permis de réduire considérablement nos coûts de production par rapport à l’usinage en aluminium, mais aussi de réduire de 50 % leur poids. Nous avons déjà vu un retour sur investissement en 18 mois seulement », explique Alexandre Callegher, développeur mécanique au département R&D de Saverne de Hager Group. 

« Nous produisons régulièrement des pièces d’outillage imprimées en 3D, personnalisées et en faible volume, sur place dans les 24 heures de la requête initiale des ingénieurs. »

Cette quête constante d’innovation pour optimiser la réactivité, réduire les délais et les coûts de production est finalement celle de très nombreuses entreprises et industries. Mais toutes, à l’inverse de Hager Group, n’ont pas évalué les solutions de fabrication additive. Remontons en arrière ! La société a des besoins en pièces complexes qui prennent du temps et sont coûteuses à produire avec les méthodes d’usinages traditionnelles. L’entreprise découvre alors la fabrication additive et commence à s’y intéresser. En 2011, Hager Group décide de franchir le pas et d’intégrer l’impression 3D Polyjet sur son site de Saverne, en France. Elle investit dans une machine une simple « Plug & Play ». La technologie 3D est d’abord utiliser pour produire des prototypes. Avant de s’y intéresser pour l’outillage…

Franchir le pas de la fabrication additive

Traditionnellement, les outils sont produits – usinés – en aluminium. Cette méthode de fabrication est coûteuse et longue à réaliser. De plus, elle offre peu de flexibilité et de marge d’erreurs aux concepteurs. Il est difficile d’intervenir si des changements de design sont nécessaires. Fabriquer ou remplacer un outil prend donc du temps ce qui peut engendrer des temps d’arrêt sur la production, ralentir la productivité et créer des surcoûts. Pour faire face à cette problématique, l’équipe de R&D de Hager Group s’est donc intéressée à l’utilisation de la fabrication additive. Après une première approche en prototypage, elle a pensé à utiliser la technologie pour la production d’outillage.

Pour l'outillage, Hager Group a besoin d’un système d'impression 3D facile d’utilisation, apportant sécurité pour le personnel et qui permette de maintenir la cadence de production. Elle opte pour une machine de production FDM et se tourne alors vers le revendeur en France de Satratasys, CADVision. Le spécialiste en installation électrique investit alors dans une imprimante 3D Fortus 380mc. Cette machine permet à l’entreprise de travailler avec des matériaux thermoplastiques de haute performance. En 2016, le site de Saverne possède alors deux imprimantes 3D : une machine Polyjet et une autre au procédé FDM, qu’elle utilise pour l’outillage. Une partie des outils en aluminium fabriqués par usinage est immédiatement remplacée par des pièces en polymère conçues à l’aide du procédé FDM. « Dorénavant, nous produisons régulièrement des pièces d’outillage imprimées en 3D, personnalisées et en faible volume, sur place dans les 24 heures de la requête initiale des ingénieurs – à une fraction de coût et de poids par rapport aux pièces en aluminium. Avec la sous-traitance de la fabrication d’outillage que nous utilisions auparavant, le procédé nous prenait deux semaines. Aujourd’hui, nous utilisons des matériaux haute performance et nous pouvons fabriquer des outils sur mesure pour des tâches spécifiques avec une qualité répétable et fiable », commente Alexandre Callegher. Les machines tournent également pour le service de maintenance qui peut rapidement remplacer des pièces usées. Seul problème, il faut posséder ou créer le fichier CAO de celles-ci ! 

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Des outils optimisés plus légers et plus efficaces

La réduction de poids par outil est un avantage supplémentaire de la technologie de fabrication additive. Avantage régulièrement vanté et dont a su tirer profit Hager Group ! La production de bras de préhension sur le site de Saverne en est un exemple. Auparavant, un bras de préhension était fabriqué en plusieurs pièces. Le design était complexe et il était difficile d’assembler tous les composants. Dans le but de réduire le poids de l’outil, l’équipe devait creuser et extraire manuellement le matériau superflu de la pièce pour le rendre plus léger et ainsi aider les ingénieurs et les opérateurs sur le site de production. La fabrication additive FDM a accru la capacité de l’équipe à imprimer des outils légers en produisant des structures en nid d’abeille à des coûts plus faibles par rapport aux procédés d’usinage classiques. La fabrication additive « nous a permis de créer un outil de travail précis plutôt qu’une pièce complexe qui nous aurait pris trop de temps à produire avec les méthodes traditionnelles […] Cela a été vital pour optimiser et apporter plus de flexibilité au processus de conception de la pièce. »

La production de pièces finies et vendues

En 2019, 20 à 30 systèmes d’impression 3D fonctionnent sur l’ensemble des sites du groupe Hager. Mais c’est encore en France, sur le site de Saverne, que l’on innove ! Les premières pièces finies et bientôt vendues sont imprimées ! Il s’agit de capuchons fabriqués en ABS. « La technologie FDM a transformé notre façon de travailler, à tel point que nous sommes sur le point de lancer sur le commerce une petite série de produits avec des composants en 3D. Sur les deux années à venir, nous prévoyons d’imprimer en 3D 120 capuchons de petite taille avec un composant électronique fixé dedans avec une résine. Avant notre investissement, nous n’avions pas idée de ces avantages commerciaux.  La fabrication additive de Stratasys nous a ouvert les yeux sur la façon dont nous pouvons entièrement déployer nos activités ici à Saverne », conclut Alexandre Callegher.  Avec une seule restriction : « nous ne voulons pas de post-traitement ».

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