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La CFAO 3D fait des miracles

Mirel Scherer

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- L'entreprise ardennaise a mis en place une solution intégrée de conception et de fabrication pour accélérer le développement de ses produits innovants.

Comment assurer l'intégration de la conception avec la fabrication et le contrôle pour doper la productivité, améliorer la qualité et réduire les coûts ? Ou passer de la conception en 2D à celle en 3D pour mieux gérer des solutions qui ne cessent de se complexifier ? Spécialisé dans les engins de travaux publics, Arden Equipment est, à ce titre, un véritable cas d'école. Créée en 1976, l'entreprise de Charleville-Mézières (Ardennes) a pris son envol dans l'équipement de pelles et de chargeuses. « Aujourd'hui, il est le seul constructeur européen indépendant proposant une gamme complète d'outils pour les engins de chantier », précise Sébastien Perrin, responsable du service clients d'Arden Equipment. Avec divers modèles de godets, bennes, grappins et outils de démolition, il est leader de ce domaine en France et réalise près de 30 % de son activité à l'export grâce à des filiales en Allemagne, Espagne, Belgique et bientôt en Russie. Plus de trente types d'équipements différents, modulables en plusieurs milliers de produits, dont les plus gros soulèvent ou manipulent plusieurs tonnes de matériaux, sont proposés dans son catalogue.

« Des équipements sollicités à fond, comme ceux pour la démolition par exemple, pour lesquels il faut marier les extrêmes », explique le responsable. Solides et robustes, ils doivent également être les plus légers possible pour ne pas solliciter les machines sur lesquelles ils sont montés.

Évolutions du logiciel en fonction de la demande

Pour résoudre cette quadrature du cercle, la société ardennaise a choisi la solution complète TopSolid de Missler Software. « Confronté à la conception de produits de plus en plus complexes, notre bureau d'études a décidé de passer en 2000 du dessin 2D à la CAO 3D », raconte l'ingénieur qui a été à l'origine du projet et a chapeauté sa réalisation. « Nous avons passé un certain nombre de solutions par les fourches caudines des tests. » Finalement c'est celle de Missler Software qui a été retenue.

« Les performances de sa solution intégrée, tout comme ses connaissances mécaniques, indispensables dans notre métier, nous ont convaincus », explique le spécialiste, qui a également apprécié l'éditeur de TopSolid pour son écoute, sa souplesse et les possibilités d'évolution de ses divers logiciels. « Toutes les demandes que nous avons faites auprès de Missler Software ont été prises en compte dans la version suivante du logiciel », ajoute-t-il. Une fois le choix du logiciel effectué, en 2001, le bureau d'études a utilisé cet outil pour concevoir tous les nouveaux produits en 3D.

Un an plus tard, ses concepteurs adoptent TopSolid'Castor pour le calcul des structures par éléments finis. En particulier pour les outils de démolition qui représentent 40 % du chiffre d'affaires de l'entreprise. Des produits à forte technicité, correspondant à un marché en pleine croissance et à des besoins innovants comme le tri sélectif et le recyclage. C'est le cas des pinces de tri et des cisailles de démolition, ces dernières étant de plus en plus demandées pour le recyclage de matériaux. « Pour ces outils, le rapport puissance sur poids est essentiel, précise Sébastien Perrin. Les plus performants peuvent engendrer des efforts de plusieurs centaines de tonnes pour un poids limité car ces outils sont placés le plus souvent en extrémité d'équipements longs pour atteindre les zones à démolir. »

L'utilisation conjointe de TopSolid'Design pour la conception et TopSolid'Castor pour le maillage et le calcul par éléments finis permet donc de concevoir rapidement de nouveaux produits. Des outils qui ont facilité, par exemple, le développement de la nouvelle génération de cisailles CU350 avec un prototype breveté de mâchoire en aluminium qui a été dévoilé fin avril au salon Bauma 2007 de Munich. Le choix des matériaux est, dans ce cas, très important car ils doivent allier une haute limite élastique et une résistance à l'abrasion hors normes.

Les calculs comparatifs dopent la conception

Les ingénieurs d'Arden Equipment n'abordent pas les projets de nouveaux produits ex nihilo. Ils s'appuient toujours sur la connaissance de produits existants afin d'optimiser la conception et les performances des solutions. Une base de composants standards a ainsi été constituée pour faciliter la tâche du bureau d'études. « Quand nous concevons un produit, nous utilisons TopSolid'Castor pour analyser les contraintes et faire des calculs comparatifs avec les outils existants », explique Ariel Gigot, le responsable du bureau d'études. « Par exemple, lorsque nous étendons la gamme de produits par rapport à un outil déjà expérimenté, nous comparons les calculs de façon à obtenir les mêmes taux de contraintes, pour assurer l'homogénéité de cette gamme. »

Avant d'adopter les solutions TopSolid, le bureau d'études travaillait déjà par expérimentation et comparaison, mais sans pouvoir optimiser véritablement la conception. « Avec TopSolid'Castor, nous arrivons à définir plus précisément les zones de contrainte et à visualiser les déformations, alors que les zones moins chargées peuvent être allégées », ajoute le responsable.

Doté du logiciel de FAO TopSolid'Cam, le bureau des méthodes améliore, lui, la programmation des usinages. Comme ceux du centre d'usinage 5 axes doté de deux plateaux de chargement pour pouvoir travailler en temps masqué et tuer ainsi les temps morts. Un investissement d'un million d'euros. Par ailleurs, la modélisation réalisée avec TopSolid'Design peut être transmise directement à des fondeurs et l'intégration avec TopSolid'Cam présente une forte valeur ajoutée. Ainsi, la fonction de taraudage, peut être directement reconnue par ce dernier à partir du modèle créé avec TopSolid'Design.

Demain, la gestion des données techniques

En fin de fabrication, les produits subissent un contrôle qualité sur une machine à mesurer 3D. Grâce à TopSolid' Control, le contrôleur vérifie rapidement la conformité des pièces avec le modèle CAO fourni. Ce contrôle s'applique aux nouveaux produits, mais aussi aux pièces usées, qui ont subi des altérations. TopSolid' Control permet également de préparer la machine de contrôle avant la réception des pièces et de la programmer sans avoir à passer par une phase de programmation par apprentissage, puisque la machine peut récupérer le volume de la pièce.

Le prochain pas sera la gestion des données techniques avec un autre outil de Missler, TopSolid'PDM. Cette opération est actuellement assurée par deux outils, dont le progiciel de gestion intégré Baan. Enfin, lorsque la migration des données techniques sera réalisée vers TopSolid'PDM, la nomenclature sera automatiquement intégrée. « Notre objectif est d'étendre TopSolid et les données 3D à l'ensemble de la société, sans avoir à développer ou à gérer des passerelles spécifiques », conclut Sébastien Perrin.

Une intégration étroite qui favorise la collaboration entre les différents acteurs de l'entreprise : designers, ingénieurs, techniciens des méthodes, de contrôle...

L'ENTREPRISE

- Fabrication d'outils pour les équipements de chantier - Chiffre d'affaires 2006 : 32 millions d'euros - Effectif : 200 personnes dont 160 chez Sum-Tech, sa filiale de production

LA SOLUTION

TopSolid de Missler Software - Famille de logiciels de conception, de calcul par éléments finis, de fabrication, de contrôle et de gestion TopSolid (Design, Castor, Cam, Control, PDM).

les conseils de Sébastien Perrin responsable du service clients chez Arden Equipment

- Choisir une solution de CFAO adaptée aux produits de l'entreprise - Choisir les meilleurs individus pour une première formation et continuer par petits groupes ensuite - Maîtriser la migration des données 2D vers 3D - Ne pas sous-estimer la durée d'un tel projet qui nécessite de deux à trois ans d'efforts.

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