„Fabriquer en ligne“

Schürholz: Carters de moteurs électriques avec 30 % de matériaux en moins

C’est sur un système de production et d’assemblage à servocommande BIMERIC BM 6000 que la société Schürholz GmbH & Co. KG à Plettenberg a développé, en collaboration avec Otto Bihler Maschinenfabrik, un nouveau procédé de fabrication de carters de moteurs électriques étanches. Cette installation unique au monde exécute en ligne toutes les étapes de travail comme un processus continu, offre une précision particulière à des cadences élevées et permet d’économiser environ 30 pour cent de matériau par rapport à la technique d’emboutissage conventionnelle.

Le portefeuille de produits de Schürholz Stanztechnik à Plettenberg comprend des pièces moulées par estampage, des pièces découpées, cambrées et embouties. Les composants sont utilisés dans l’industrie électrique et la technique ferroviaire, mais surtout dans le secteur de l’automobile et de la sous-traitance automobile. Les carters métalliques pour les moteurs électriques qui servent au réglage des sièges dans les véhicules y jouent un rôle important. Jusqu’à présent, l’entreprise fabriquait les boîtiers de manière classique, par clinchage avec couvercle de palier, sur un système d’usinage BM 1500 combiné à un centre de formage COMBITEC CC 1. En 2017, il a été décidé d’utiliser ces carters également pour les moteurs de lève-vitre dans les véhicules - même si les exigences sont nettement plus élevées : « Les caters pour les moteurs de lève-vitres doivent être étanches à l’eau ou à la pression selon la norme IP67, afin de garantir l’ouverture des vitres même sous l’eau en cas d’urgence », explique le directeur Angelo Castrignano, ingénieur diplômé. « Comme un composant clinché ne pourra jamais répondre à cette exigence, nous avons dû trouver une solution de fabrication alternative ».

Un maximum d’automatisation et d’efficacité

L’idée : toutes les étapes de processus nécessaires devaient être redéveloppées et entièrement reproduites sur une seule installation, et ce sur un nouveau système de production et de montage à servocommande BIMERIC BM 6000. Ce n’est pas une tâche facile, car la fabrication comprend les étapes de processus les plus diverses comme le découpage, le cambrage, le soudage au laser, la mise en place du couvercle et le matage. Mais après deux ans de développement, étude de projet comprise, l’ensemble du processus a pu être intégré à la BM 6000. « C’est une installation unique au monde, qui offre un niveau d’automatisation et d’efficacité maximal », souligne Angelo Castrignano. « Ses principaux avantages résident dans sa capacité de production élevée, jusqu’à 60 courses par minute. En même temps, la machine est conçue pour une utilisation optimale du matériau et permet d’économiser environ 30 % de matériau par rapport à l’emboutissage. Avec 28 millions de pièces prévues par an, cela représente un avantage considérable en termes d’efficacité, et pas seulement sur le plan économique compte tenu de la forte hausse des coûts des matériaux. Au contraire, la réduction de l’utilisation des matériaux permet également d’économiser chaque année des milliers de tonnes de CO2 ».

Développement parallèle de la solution

Pour le développement de la solution, Otto Bihler Maschinenfabrik s’est rapidement imposée comme partenaire, d’autant plus que d’autres fournisseurs avaient auparavant échoué en raison de la complexité des tâches. « Seul Bihler dispose du savoir-faire et des technologies de fabrication nécessaires pour un tel produit », explique Angelo Castrignano. « Nous avons fait avancer la solution ensemble et en parallèle, nous du côté des outils et Bihler du côté des installations. Nous avons toujours été soutenus par Brose Fahrzeugteile, notre client ». Les défis particuliers consistaient à relier de manière étanche le carter du moteur au couvercle découpé et à intégrer le soudage au laser dans le processus. Ce dernier a déjà été envisagé par Brose Fahrzeugteile il y a une quinzaine d’années, et a été repris et réalisé aujourd’hui. En fin de compte, tous les défis ont pu être relevés sur le plan technique et dans le respect du budget et des délais, et c’est ainsi que la BM 6000 a pu être mise en service chez Schürholz fin 2018. « La réception préalable des machines à Halblech s’est déroulée absolument sans problème », raconte Stefan Wortmann, directeur de la production. « Nous avons mis l’installation en marche et avons fait passer un lot complet de 30 000 pièces sans aucun incident ».

Une pièce terminée toutes les secondes

Chez Schürholz à Plettenberg, la fabrication des carters de moteur commence par l’insertion de la bande et le découpage de la platine. Celle-ci est pliée pour former le corps de base. Ensuite, la pièce est calibrée et transportée vers l’unité de soudage au laser. Celle-ci soude le carter. Sur un système de calcul, les deux pattes de fixation du carter sont ensuite retournées à 90 degrés et perforées. Le boîtier tourne ensuite et le premier balcon est gratté à l’extrémité supérieure du boîtier. Pour ce faire, la paroi du boîtier est enfoncée verticalement et avec précision par le haut. Le couvercle est placé sur cette saillie par une unité Pick & Place. Ensuite, le carter est à nouveau gratté afin d’obtenir un assemblage par pression parfaitement étanche. Pour finir, la pièce est encore contrôlée par caméra et un capteur laser vérifie également la soudure - puis les boîtiers de moteur entièrement terminés tombent dans la boîte toutes les secondes. « Contrairement à l’emboutissage, la nouvelle technique permet de réaliser facilement et de manière flexible les épaisseurs de matériau les plus diverses, et ce avec une précision continue sur l’ensemble du corps du carter. C’est un autre grand avantage de l’installation », clarifie Stefan Wortmann.

Poursuivre sur la voie du succès

Le grand succès du projet a incité Schürholz à mettre en service une autre BM 6000 pour la fabrication de carters plus grands. Ceux-ci sont également utilisés dans l’automobile, mais aussi par exemple dans les entraînements de portes de garage ou dans les machines à café. En outre, l’entreprise a déjà prévu une troisième BM 6000. « La BM 6000 est le nouveau fleuron du parc de machines de notre entreprise. Elle représente pour nous un pilier important pour l’avenir, car elle nous permet de nous développer avec succès dans le domaine de la fabrication de carters, indépendamment de la propulsion du véhicule », déclare Angelo Castrignano. « L’installation représente en même temps un maximum de compétences en matière de développement et de technologie. Elle contribue de manière décisive au maintien et à la sécurisation de notre site de production local ». Le degré d’innovation élevé de la solution est également attesté par le fait que Schürholz, en collaboration avec Brose Fahrzeugteile, a entre-temps déposé de nombreux brevets pour ce type de fabrication de carters de moteurs électriques étanches. Enfin, Schürholz a été désigné, avec Otto Bihler Maschinenfabrik, fournisseur le plus innovant de l’année 2019 par Brose Fahrzeugteile.