Rychiger AG, un constructeur de machines d’emballage actif à l’international et qui emploie actuellement 350 collaborateurs, produit et commercialise des solutions adaptées à sa clientèle dans les domaines de l’agro-alimentaire et de la santé. Son volume de commandes ainsi que le spectre de sa clientèle ont fortement augmenté au cours des dernières années. 

La société Rychiger AG a été fondée en 1918, et n'était à l’époque qu’un simple atelier mécanique. Dans les année 1950, l’entreprise s’est orientée stratégiquement vers l’industrie de l’emballage avec des machines à remplir et à sceller. Depuis quelques années, la division Santé compte parmi les nouveaux piliers stratégiques. Aujourd’hui, l’entreprise bénéficie d’une grande expertise dans ces secteurs. Depuis 2016, l’augmentation des commandes a permis de poser les jalons d’une production axée sur l’avenir. 


Développement important de la production
Peter Dähler (Vice President Operations, Rychiger AG) explique : « Nous avons ressenti une pression de tous les côtés quant à notre production. Tout d'abord, comme expliqué plus haut, le volume de nos commandes a fortement augmenté au cours des dernières années. Ensuite, par le passé, nous étions fortement dépendants de fournisseurs pour la disponibilité des pièces de rechange et des pièces neuves. L'an dernier, certains de ces fournisseurs ont toutefois disparu, ce qui a également augmenté la pression sur notre propre fabrication. C’est pourquoi nous avons développé une nouvelle stratégie de production, avec comme objectif d'atteindre le degré de fabrication technique requis de manière rentable, en interne, tout en assurant la réussite de nos clients.
Rolf Lanz (Director Manufacturing, Rychiger AG) : « Depuis 2016, nous disposons d’une nouvelle stratégie, nous modernisons fortement notre fabrication et misons sur des pièces sophistiquées. » 


4 500 articles par an – dont 1 300 pièces neuves
Afin de relever les défis liés à la production, nous avons dû d'abord jeter un œil à la gamme de pièces : 4 500 articles de lots de différentes tailles selon les séries sont utilisés chaque année pour notre production, dont environ 1 300 sont des pièces neuves et doivent donc être saisies dans notre système FAO. 
P. Dähler : « Avec la nouvelle fabrication, nous pouvons nous positionner comme fournisseur direct de pièces de rechange pour notre service clientèle.


« L’une des unités de fabrication les plus complexes »
Dans le cadre du tournant stratégique en matière de technique de fabrication, un nouveau projet type en matière de technique de fabrication est né en collaboration avec le fabricant de machines-outils suisse, Fehlmann AG, comme l’explique Jürg Solenthaler (Directeur commercial, Fehlmann AG) : « Pour Fehlmann AG, c’est l’unité de fabrication la plus importante et la plus complexe jamais conçue en coopération avec Erowa. Le rendement journalier en pièces ainsi que les exigences en matière d'autonomie totale de la production, de la manutention à l’usinage en passant par le lavage, mais aussi le protocole de mesure, représentaient un défi de taille. »

La taille des lots pour le nouvel îlot de fabrication Fehlmann s’étend de 1 à 15 pièces, avec une taille maximale de 400 mm de forme cubique. Plus les lots sont petits, plus le spectre de pièces est important : de l'acier trempé à l'aluminium, en passant par les métaux ferreux, les alliages de cuivre et les matériaux inoxydables. La solution devait être en mesure de gérer cette complexité. 


Fraisage dur et rectification sur une seule machine
Marcel Beck (Manager Support Manufacturing et chef de projet) : « Nous recherchions une solution de fabrication capable de fabriquer non seulement des pièces complexes à partir de différents matériaux, mais également nos outils de découpage. Nos outils de découpage sont des outils en acier trempé, taillés dans la masse. La même machine devait en outre intégrer les contours de découpe précis avec une rectification profilée. La machine devait donc être en mesure de gérer à la fois les procédés de fraisage dur et les procédés de rectification avec une sécurité totale. Mais pas seulement. »

R. Lanz : « En outre, la solution devait être parfaitement adaptée à l’ensemble de la gamme complexe et très variée de pièces. Des tolérances de position inférieur à IT6 pour les opérations de rectification. Une caractéristique rare sur une machine-outil. Toutes les machines de fraisage ne sont en outre pas adaptées aux procédés de rectification. De manière générale, lors de notre phase d’évaluation, nous avons remarqué que seul un petit nombre de fabricants de machines-outils pouvaient répondre à nos besoins. » 


Fabrication de pièces unitaires et de petites séries sans personnel
M. Beck : « Il fallait en outre prendre en compte notre cahier des charges complet : fabrication de pièces unitaires et de petites séries, de nuit mais aussi le week-end et sans personnel. Les pièces devaient être ébavurées, lavées et mesurées, le tout sans ou avec peu de personnel. La répétabilité, l’usure des outils, la sécurité et le contrôle des procédés étaient des facteurs décisifs pour choisir la solution de fabrication. À la fin, il ne restait que peu de fournisseurs. Pour résumer : Fehlmann a proposé de loin la meilleure solution, de la machine en passant par une automatisation complète. Sur le plan technique, sa proposition était très convaincante. »


Fabricant de machines-outils et entreprise générale
Parmi les critères importants, on compte certe la technologie, mais aussi la capacité du fournisseur à se positionner comme entreprise générale avec les responsabilités que cela implique. J. Solenthaler : « Nous travaillons depuis trente ans avec Erowa AG, qui gère l'automatisation, la manipulation des pièces, la technique de mesure et le nettoyage. C’est un partenaire d’une grande fiabilité. Pour ce genre de solutions complexes, nous assurons bien entendu la gestion, mais nous savons toutefois que nous pouvons nous fier à 100 % au soutien d’Erowa. »


La Versa 825 convient parfaitement à l'automatisation
L'îlot de fabrication réalisé est doté de deux centres d’usinage 5 axes de type Versa 825, d’un grand magasin de palettes (60 palettes UPC, 320-320 mm, 50 palettes ITS, D 150 mm), deux magasins d’outils (346 outils chacun), une unité de lavage des pièces, une machine de mesure de coordonnées ainsi que deux stations de chargement et déchargement. Le tout sur une surface totale relativement compacte de 16,6 x 7,8 mètres. 
L’unité est chargée via les deux stations de chargement et déchargement, placées directement à côté des centres d’usinage. L'alimentation en pièces est également très conviviale grâce à la conception spéciale des machines Versa. Les pièces brutes sont déposées dans les stations de chargement en palettes, les pièces finies sont retirées de la station de déchargement. Les pièces sont lavées et mesurées, protocole de mesure inclus, si cela est nécessaire. 
Les deux centres d’usinage Versa 825 sont en version à portique, une caractéristique structurelle spécifique aux machines-outils, qui permet d’intégrer facilement l'automatisation sur le côté des machines sans en limiter l’utilisation. Bien au contraire. L'adaptation latérale de l'automatisation sur le centre d’usinage est exemplaire du point du vue de l’utilisateur.


Broche haute performance : 25 kW et 18 000 1/min
En matière de performance, les deux centres d’usinage sont équipés de la broche haute performance développée par Fehlmann avec interface HSK63 (18 000 t/min - 25 KW) pour un volume d’usinage largement suffisant. Frank Fehlmann (CEO, Fehlmann AG) explique pourquoi Fehlmann a développé et fabriqué sa propre broche : « En tant que fabricant de machines-outils, le développement et la fabrication de broches fait partie d’un savoir-faire central. La broche est la pièce maîtresse de la machine-outil. Dans le cadre de la conception globale d’une machine de fraisage, elle influence grandement la précision sur la pièce. Pour nous, la fabrication en interne de ce composant clé était donc essentiel sur le plan stratégique. »  


Versa 825 : une stabilité thermique exceptionnelle
M. Beck le confirme : « En matière de répétabilité et de stabilité thermique, la Versa 825 est très convaincante. Une fois le programme de démarrage à chaud lancé, nous pouvons commencer. Les différences de température dans le hall sont pratiquement imperceptibles sur la pièce. Fehlmann maîtrise la situation. »
J. Solenthaler : « A la base, nous venons de la construction d’outils et de moules. En tant que fabricant de machines-outils, notre secteur a des exigences strictes en matière de stabilité thermique. Pour une bonne finition, même un décalage de la broche d’1/100 mm est visible sur la surface. Un défaut rarement accepté. Nos machines sont donc conçues en conséquence. Depuis que nous avons lancé les modèles Versa, nos machines se sont solidement positionnées dans le secteur de la fabrication classique de pièces, comme chez Rychiger. »


Swiss-made : automatisation palettes Erowa 
Pour la manipulation des pièces, Fehlmann utilise le système de palettisation « Erowa Robot Dynamic 150 linear » avec une longueur de rail de onze mètres, et un poids de transfert max. de 150 kg. Les onze mètres de long avec 60 palettes UPC (320-320 mm / 150 kg) et 50 palettes ITS 148 (D 150 mm / 40 kg.) permettent de préparer assez de pièces brutes pour le week-end. Erowa fournit en outre la machine de mesure ainsi que l’unité de lavage des pièces « Erowa Robo Spa ». L’unité est contrôlée avec le logiciel Erowa « JMS 4.0 Production Line ».


346 outils pour chaque centre d’usinage
Afin de fabriquer des petits lots et des pièces individuelles sans interruption, un grand magasin d’outils est en outre nécessaire. Pour le projet Rychiger, les deux magasins d’outils des Versa 825 disposent de 346 positions de stockage. Les données de chaque outil, durée de vie incluse, sont enregistrées dans le gestionnaire de tâches. Ainsi, selon le type de mission, le nombre d’outils jumeaux peut être défini afin de couvrir les besoins en outillage des plages de travail sans personnel. Pour la rectification avec des meules de petit diamètre, l’une des deux Versa est équipée d’une broche de à haute vitesse. Elle est installée dans le magasin d’outils comme un outil classique. Les outils de rectification CBN avec liant céramique utilisés sont dressés sur la machine à l'aide d'un système de dressage intégré dévelloppé par Rychiger. 


Procédé de rectification intégré  
J. Solenthaler : « Aujourd'hui, sur nos nouvelles gammes de Versa,nous avons la possibilité de faire de la rectification par coordonnées. La partie logiciel est développée par Heidenhain. Nous avons étroitement collaboré avec Heidenhain lors de son développement. Pour la cellule qui nous intéresse ici, nous ne disposions toutefois pas encore de ce procédé. »
M. Beck : « Un procédé de rectification par coordonnées aurait été parfait. Actuellement, nous utilisons un procédé de rectification de contours sur la Versa 825 de Fehlmann. Il fonctionne avec des cycles de fraisage mais est conçu pour les procédés de rectification. »


Qualité exceptionnelle et plus rapide
Avec le nouvel îlot de fabrication, nous avons remarqué quelques changements très positifs, déclare R. Lanz : « Je souhaite notamment citer l’optimisation des procédés de nos outils de découpage. Les matrices de découpage ont jusqu’à 70 HRC de dureté. Avec les outils de fraisage actuels et les procédés de fraisage dur trochoïdal, totalement maîtrisés par la Versa 825, nous avons atteint un niveau haut de gamme sur le plan de la technique de fabrication. Les contours impossibles à traiter avec un fraisage dur sont directement rectifiés sur la machine. Grâce au procédé de rectification intégré et à notre usinage interne, la qualité de nos outils de découpage s’est nettement améliorée. Nous sommes en outre devenus plus rapides. Alors qu’il nous fallait jusqu’à huit semaines avant, nous pouvons désormais livrer les outils de découpage en deux semaines. Et nous sommes convaincus que cela sera encore plus rapide à l’avenir. » 


Amélioration de la coopération avec la division Développement
M. Beck : « La coopération avec notre division Développement s’est également améliorée grâce à notre nouvelle stratégie de production. Quand de nouveaux outils de découpage sont nécessaires pour une nouvelle ligne d’emballage, nous devons fabriquer trois à quatre prototypes. Quand leur fabrication était externalisée, l’amélioration des procédés était très complexe, notamment pour des raisons de temps. Avec le nouvel îlot de fabrication Fehlmann, ce procédé est nettement plus facile car nous pouvons rectifier en peu de temps différents profilés de découpage. Ils sont ensuite testés et les résultats sont renvoyés au service de construction pour optimisation, puis à la Versa 825. Aujourd’hui, quand des développements sont réalisés pour nos machines d’emballage, les services de conception et de production collaborent plus étroitement. Cela est profitable pour tout le monde. »


Formation sur des centres d’usinage CNC modernes
En matière de formation également, on retrouve la nouvelle stratégie de production, explique P. Dähler : « Nous formons actuellement onze apprentis à notre production. La formation est pour nous essentielle afin de recruter de jeunes collaborateurs. Dans le cadre de notre nouvelle stratégie de production, nous avons également adapté nos procédés de formation et les avons totalement redéfinis. Pour notre division formation, nous avons donc investi dans deux centres d’usinage CNC Fehlmann de type Picomax 56L TOP, dont l’un avec un diviseur AT 125 en version 4 axes. Bien qu’il s'agisse ici de véritables centres d’usinage à commande CNC, ils sont parfaitement adaptés à la formation ainsi qu'à la fabrication de pièces individuelles. Les machines s’utilisent encore manuellement (commande manuelle par manivelle électronique), ou avec la commande TNC 620 Heidenhain pour profiter de toutes les fonctionnalités sur 4 axes, quand un 4e axe a été intégré. »

R. Lanz : « Les deux Picomax 56 servent également de centres d’usinage express. Les apprentis sont donc mis à l'épreuve mais aussi encouragés. C’est la meilleure façon de les préparer pour le travail sur notre îlot de fabrication après leur formation. Nous profitons aujourd’hui de l’investissement réalisé pour les deux Picomax 56L TOP. » Chez Rychiger, les apprentis en première année travaillent à partir de deux mois sur les Picomax 56 L TOP avec magasin d’outils à 30 positions. 
M. Beck : « Quand on analyse le profil des tâches des opérateur de l’îlot de fabrication, notre investissement dans des machines-outils CNC modernes pour la formation est en totale harmonie avec notre stratégie de production. »


Continuité numérique, de la conception à la production
Dans le cadre de la stratégie globale de l’entreprise, des investissements ont également été réalisés dans le système CAO/FAO transversal « Siemens NX » comme l’explique P. Dähler à SMM : « Dans le cadre de notre restructuration, nous avons adopté NX de Siemens, un logiciel de production qui couvre les procédés CAO et FAO et tous les autres procédés. Nous bénéficions ainsi d’une continuité parfaite de l’entrée de la commande à la conception (CAO) en passant par la fabrication (FAO). » 


Lancement rapide grace la programmation FAO configurée
P. Dähler : « Nous avons installé un nouveau FAO et plusieurs nouvelles machines (avec et sans automatisation) en l’espace de deux ans (2017 et 2018). De nombreuses préparations étaient nécessaires, et cela a nécessité beaucoup d’efforts de la part des collaborateurs concernés. Pendant ce temps, le développement de notre marché est resté inférieur à nos attentes, et nous avons dû gérer des ressources excédentaires en matière de FAO. Par conséquent, nous disposions d’une plus petite partie des programmes nécessaires avant la mise en marche de l’îlot de fabrication Fehlmann. L’îlot de fabrication Fehlmann n'a pu être démarré que progressivement. Avec notre atelier très établi (« TRAIN » chez Rychiger), nous avons pu regagner du terrain après la mise en service. Pour les projets futurs, nous devrons nous assurer que les préparatifs soit terminés avant la mise en service de la machine afin d’avoir ensuite une utilisation rapide. »


Rendement de la fabrication automatisée sous-estimé 
J. Solenthaler : « J’entends cela souvent pour ce genre de projets. Au fils des dernières années, nous avons régulièrement installé des cellules automatisées et des îlots de fabrication en réseau. Souvent nous remplaçons des solutions autonomes sans automatisation. De nombreux clients sous-estiment l’énorme productivité de ces solutions de fabrication. Elles nécessitent non seulement des matériaux bruts, mais également des programmes FAO adaptés. Les problèmes en découlant peuvent généralement être facilement réglés en formant les collaborateurs au FAO. L’utilisation avec une faible intervention des équipes libère du temps pour la programmation, afin d’exploiter pleinement le potentiel du procédé d’usinage et de réduire en conséquence les temps d’usinage et les temps morts. »


Toujours un coup d'avance
P. Dähler : « Au cours des dernières années, nous avons misé sur une stratégie axée sur l’avenir en matière de technique de production, de logiciel et de formation, et nous nous améliorons sans cesse. La coopération avec Fehlmann nous a permis d’être en avance sur le plan technologique, mais pas seulement. Le développement de nos produits atteint également de nouvelles dimensions grâce au projet de fabrication. Nous sommes donc parfaitement préparés pour le développement futur de notre entreprise. » 


Question cruciale : fabrication interne ou externalisation
R. Lanz : « Grâce à l’îlot de fabrication Fehlmann, nous bénéficions d’un haut degré de fabrication interne, et les avantages qui en découlent en matière de sécurité des procédés, de lancement sur le marché et de compétitivité. La question cruciale : externaliser ou produire en interne ? L’externalisation implique souvent une perte de compétence. Ces facteurs sont souvent sous-estimés. Pour moi, la fabrication interne avec des composants complexes sur le plan technique est nettement plus avantageuse.

M. Beck conclut : « Petite remarque sur la production interne dans les règles de l’art : l’îlot de fabrication de Fehlmann nous a permis de lancer une production interne rentable car il était en mesure d’usiner sans personnel une gamme de production très variée. Sans cet îlot, la fabrication interne de notre gamme de pièces n'aurait jamais été rentable. » 

 

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