„Une entrée en ligne réussie“

Frötek: Production en grande série de busbars pour l'e-mobilité

La société Frötek-Kunststofftechnik GmbH utilise depuis peu une BIMERIC Modular avec des modules LEANTOOL pour la fabrication entièrement automatique de busbars. Les barres conductrices pour véhicules électriques peuvent ainsi être fabriquées extrêmement rapidement et selon un processus continu. Avec la réussite de ce projet, l’entreprise a pu, pour la première fois, entrer sur le marché des productions en grande série dans le domaine de l’e-mobilité.

Plus de 100 machines de moulage par injection ainsi que de nombreuses découpeuses et soudeuses illustrent le point suivant : les compétences clés de Frötek-Kunststofftechnik GmbH résident dans le traitement combiné du plastique et du métal, et plus particulièrement dans la fabrication de pièces métalliques enrobées de plastique. Les connecteurs de cellules de batterie en câbles de cuivre revêtus de matière plastique, qui garantissent par exemple la répartition sûre de la tension à l’intérieur de la batterie dans les chariots élévateurs électriques et autres véhicules de manutention, jouent un rôle central dans ce domaine. Chaque année, la société Frötek-Kunststofftechnik GmbH fabrique environ 15 millions de ces connecteurs de cellules de batteries sur quatre installations entièrement automatisées, et transforme pour cela environ 2 000 tonnes de cuivre. Ces composants ne sont toutefois conçus que pour les batteries plomb-acide traditionnelles - et non pour les batteries lithium-ion que l’on trouve dans tous les véhicules électriques. Cette technologie représente bien entendu un fort potentiel de marché pour Frötek-Kunststofftechnik GmbH : « Afin de pouvoir répondre aux exigences du marché dans ce segment en forte croissance, nous avons décidé d’élargir notre portefeuille de produits avec de nouveaux composants spécialement conçus pour les batteries lithium-ion », rapporte Tobias Vollrath, directeur financier du groupe Frötek. « En raison de notre longue expérience dans la fabrication de connecteurs de cellules et de nos connaissances du traitement du cuivre jusqu’à la qualification des pièces, les busbars étaient pour nous le nouveau produit évident, d’autant plus que la demande des clients est énorme ».

Automatisé de bout en bout

Les busbars sont des barres conductrices nécessaires à la distribution de l’énergie électrique dans pratiquement tous les véhicules électriques. « Ce sont des composants non standardisés, et les exigences de nos clients pour les premiers prototypes étaient donc aussi très différentes », raconte Tobias Vollrath. Ces premières pièces ont été réalisées chez Frötek-Kunststofftechnik GmbH à l’aide d’une installation de découpe à l’eau, de cambreuses automatiques manuelles et de découpeuses individuelles. Les échantillons et les très petites séries ainsi produits étaient inefficaces à la fabrication, mais ils ont convaincu les clients - et la première grande demande de production en série d’un constructeur automobile allemand renommé ne s’est pas fait attendre. Concrètement, il s’agissait d’une commande de deux millions de busbars par an, reçue début 2020 par Frötek-Kunststofftechnik GmbH. « Il était bien sûr évident que nous ne pouvions absolument pas couvrir cette commande avec nos moyens actuels de prototypage, et que nous devions donc investir dans une nouvelle solution de production », explique Tobias Vollrath. La méthode de fabrication en plusieurs étapes séparées, nécessitant beaucoup de personnel et souvent source d’erreurs, comme c’est le cas chez de nombreux autres fabricants, a été écartée d’emblée : « La nouvelle solution de fabrication de busbars devait - et c’était tout à fait décisif pour nous - reproduire l’ensemble de la fabrication des barres conductrices dans un processus unique et continu et donc être hautement automatisée », souligne Tobias Vollrath.

Un tout nouveau partenaire

Ces exigences de processus, associées à la complexité des pièces, ont conduit quasi automatiquement à Otto Bihler Maschinenfabrik, un tout nouveau partenaire pour la réalisation du projet. « Ce qui a été déterminant pour nous, ce sont les nombreuses références positives et les réussites des clients actuels de Bihler, mais aussi les 70 ans d’existence d’Otto Bihler Maschinenfabrik », explique clairement Tobias Vollrath. « Nous avons été complètement convaincus par la solution de fabrication, même sur la BIMERIC Modular. C’était extrêmement enthousiasmant de voir les pièces finies tomber de la machine toutes les secondes. En ce sens, nous savions que Bihler était le bon partenaire pour nous ».

30 à 60 busbars par minute

« Chez Frötek-Kunststofftechnik, le processus commence par l’alimentation en matière RZV, qui transfère la bande dans la Bihler BIMERIC Modular. La silhouette y est d’abord découpée et la bande transférée au premier module de cambrage LEANTOOL. Un autre module se charge du marquage au laser de la pièce. Ensuite, les plaquettes de brasure sont amenées de manière entièrement automatique et extrêmement précise, placées de manière alignée sur les composants en haut et en bas et soudées par une unité laser. Le long de la chaîne, la pièce arrive ensuite à l’unité de cambrage finale et est découpée. « Selon le composant, la cadence se situe entre 30 et 60 busbars entièrement terminés par minute - sans erreur et avec une qualité parfaite », explique Tobias Vollrath. Au total, quatre outils différents ont été créés. Grâce au système LEANTOOL, le temps de préparation moyen est d’environ 45 minutes. La production finale en série débutera chez Frötek-Kunststofftechnik au milieu de l’année 2023.

Double bénéfice

« La grande compétence technique de Bihler nous a beaucoup impressionnés, tout comme la collaboration extrêmement facile et agréable pendant toute la phase du projet », résume Tobias Vollrath. « Avec notre nouveau composant busbar, nous avons créé une excellente référence et avons pu nous lancer avec succès dans l’électromobilité. En même temps, nous avons gagné avec Bihler un partenaire précieux avec lequel nous pourrons à l’avenir réaliser d’autres projets novateurs ».