BACHMANN GROUP figure parmi les entreprises les plus remarquables dont peut se prévaloir la Suisse en matière de fabrication de solutions d‘emballage. Les consommateurs d‘Allemagne, d‘Autriche et de Suisse sont nombreux à avoir déjà goûté à un délicieux «chocolat» emballé par BACHMANN GROUP. L’emballage culte de «Toffifee» en fait partie. La gamme de produits est toutefois nettement plus large et va de la technique médicale aux palettes de culture pour les garden center et les magasins de bricolage. Mais comment une entreprise peut-elle assurer, en Suisse, une telle production de masse de manière rentable et compétitive au niveau international, sachant que les salaires sont particulièrement élevés dans notre pays? Le projet NX-CAM «Speedform» mis en œuvre avec JANUS Engineering AG en donne une réponse pour le moins intéressante.
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L‘entreprise familiale suisse, créée en 1966, compte trois secteurs: BACHMANN FORMING AG avec des solutions d‘emballage pour les articles alimentaires et non alimentaires, BACHMANN PLANTEC AG avec des systèmes de transport et de culture pour les plantes, et BACHMANN DISPLAY AG avec des présentoirs et des solutions POS pour le secteur de la vente. Quelque 280 collaborateurs s‘occupent de protéger et/ou de présenter les produits de manière optimale, sans faire dans le suremballage.
Qualité de l‘emballage et durabilité
La qualité de l‘emballage détermine en grande partie la durée de conservation d’un produit. Comme l‘empreinte carbone du produit emballé est généralement bien plus élevée que celle de l‘emballage lui-même, l‘objectif de ce dernier en terme d’économie de CO2 est de prolonger la durée de conservation du produit en question. BACHMANN GROUP a déjà fait savoir qu‘il viserait la neutralité carbone en 2025. L’entreprise considère l‘ensemble du cycle de vie de l‘emballage en lien avec l‘empreinte carbone globale. Il se peut donc tout à fait qu‘un emballage en papier apparemment écologique présente un bilan CO2 nettement moins favorable qu‘un emballage en plastique, lequel est recyclable et peut être réintroduit dans la production. BACHMANN recherche en outre en permanence de nouveaux matériaux et types d‘emballages. De nombreux prix d‘innovation et distinctions attribués aux spécialistes de l’emballage qui cherchent sans cesse des solutions durables témoignent du dynamisme et de la compétence de ce secteur. BACHMANN FORMING AG a par exemple remporté le «Swiss Packaging Award 2023» avec un pot empilable appelé «Bio-Net» en matériau compostable, que l’on peut tout simplement laisser en terre lors de la plantation.
Une production hautement automatisée
Les personnes qui ont eu l‘occasion de visiter le site de production de BACHMANN GROUP à Hochdorf, près de Lucerne, se souviennent certainement du haut degré d‘automatisation des processus. Chaque installation de thermoformage, ou presque, comporte deux ou trois robots qui permettent des cycles de production cadencés et ultra-rapides avec alimentation et évacuation. Les installations fonctionnent en continu 24h/24 et 7j/7. Les produits emballés sont étiquetés et passent directement de la production au stockage via un tapis roulant. Les produits sont ensuite expédiés dans toute l‘Europe.
Des outils coûteux
Le formage thermoplastique nécessite des outils spécifiques qui permettent de créer des formes d‘emballage pratiques et élégantes à partir de films plastiques, de papier, de cartons ou de filets en plastique (!). Il y a évidemment la protection de la marchandise elle-même, mais aussi le respect de l’environnement, domaine dans lequel BACHMAN GROUP ne cesse d’innover. Autrement dit, la recyclabilité et l‘utilisation économique des matières premières et de l‘énergie jouent ici un rôle déterminant. Les outils utilisés sont donc structurés de manière très fine, phase pour laquelle il est fait appel à la conception assistée par ordinateur (CAO). BACHMANN GROUP a opté depuis plusieurs années déjà pour Siemens NX, un système de CAO résolument moderne et qui offre de très nombreuses possibilités d‘extension. Créer un outil adéquat pour le processus de formage requiert une solide expérience. Les critères à prendre en compte vont de l’esthétique, comme pour les plateaux de chocolats, à la fonctionnalité, comme pour les capsules de café, en passant par une hygiène très stricte, comme pour les produits médicaux. Les outils utilisés de nos jours sont devenus nettement plus sophistiqués qu’autrefois, ne serait-ce qu’en raison de l’utilisation de matériaux plus modernes avec un minimum de matière. Ces outils doivent donc répondre à des exigences élevées au niveau de la production de masse.
Fabrication d‘outils en interne
Un grand nombre d‘outils sont fabriqués chaque année dans l‘atelier de l’entreprise et certains sont directement stockés chez BACHMANN GROUP. L‘entretien et l‘optimisation de ces outils relèvent également de l’expertise des spécialistes du domaine. On fabrique aussi bien des moules d‘emboutissage que des moules de découpe, sans oublier l‘automatisation de l‘empilage. Mais avant que l’on puisse fraiser sur la machine CNC un nouvel outil en aluminium ou en acier, on procède à la programmation FAO et on lance la simulation avec le code NC généré, afin d’assurer le bon déroulement des opérations. BACHMANN utilise quatre postes de travail FAO pour ce faire, postes également basés sur Siemens NX.
Automatisation pour NX CAM
NX CAM est le domaine d‘expertise de la société Siemens JANUS ENGINEERING AG. Cette société anonyme basée en Suisse à Sutz s‘occupe aujourd‘hui de BACHMANN GROUP pour ce qui concerne la FAO. Les spécialistes de cette dernière ont vu un net potentiel d‘optimisation des processus dans l‘interaction entre la construction avec la CAO et la préparation du travail avec la FAO en direction de la machine CNC. Tout comme l‘automatisation dans la production, l‘automatisation orientée modèle et la standardisation des processus dans le domaine de la CAO/FAO en direction de la machine CNC recèlent un potentiel d‘économie considérable. En particulier lorsque les domaines évoluent sur la même plateforme, comme ici chez BACHMANN avec un total de 14 postes de travail FAO Siemens NX.
Une analyse prometteuse
Une analyse effectuée en amont par le fournisseur de système Siemens JANUS ENGINEERING AG a révélé un potentiel d‘économie de 10 à 20 pour cent dans le domaine de la CAO, de 20 à 30 pour cent dans le domaine de la FAO et de 20 à 30 pour cent encore dans la fabrication subséquente. Un résultat qui s’explique par la mise en œuvre conséquente des nombreux outils de standardisation et d‘automatisation disponibles dans NX. Cela étant, il faut également adapter les méthodes de travail des utilisateurs. La configuration, l‘adaptation et l’implémentation du nouveau processus est donc toujours un travail collectif impliquant le vendeur du système et les utilisateurs, travail qui ne se fait pas du jour au lendemain. JANUS peut toutefois se prévaloir de toute l‘expérience nécessaire pour accompagner efficacement les moyennes entreprises tout au long du processus. L‘approche globale permet de détecter les points faibles et d’offrir des solutions qui font progresser durablement les entreprises.
Une concertation numérique pour un résultat optimal
Jörg Nussbaum est responsable de l‘innovation chez BACHMANN FORMING AG. Il en est collaborateur depuis près de 20 ans et connaît parfaitement tous les processus utilisés pour créer des produits: «Lorsque j‘ai commencé chez Bachmann, 80 pour cent des moules échantillons étaient encore fabriqués à la main et 20 pour cent modélisés par CAO. Aujourd‘hui, tout est modélisé par CAO et fabriqué par FAO à commande numérique. La numérisation a donc fini par occuper une place importante. Il fallait enfin coordonner numériquement les unités de processus impliquées afin d‘obtenir un résultat optimal. Avec JANUS, nous avons choisi le partenaire qu’il nous fallait. Notamment pour les potentiels d‘économie que JANUS nous a permis de réaliser».
Naissance du «projet Speedform»
On comprend donc pourquoi le projet a pris un caractère stratégique et qu’il a été résolument soutenu par la direction, laquelle a mis à disposition les ressources nécessaires. Comme nous considérions comme essentiel d’accélérer le processus de création d‘outils, le projet a été baptisé à l’interne «Projet Speedform» et a été lancé à la fin 2021.
Démarrage de la fabrication
Le projet avait pour objectif dans un premier temps d‘éviter le papier et de relier toutes les informations relatives à l‘outil au modèle CAO via des attributs. Jörg Nussbaum explique ainsi la démarche adoptée: «Dans le passé, les plans et les dessins étaient imprimés avec des indications concernant les tolérances et la manière dont certains endroits devaient être fraisés. On indiquait par exemple simplement sur le dessin la goupille d‘ajustage qui était utilisée, alors qu‘elle n‘était pas présente dans le modèle 3D. Dans le cadre du projet Speedform, nous sommes parvenus à nous passer de dessins et de papier et à fournir tous les attributs en amont déjà, dès la modélisation 3D. Nous avons également défini pour ce faire certains codes couleur afin, par exemple, d‘identifier immédiatement les trous de refroidissement. La préparation du travail au poste de FAO débouche aujourd‘hui sur un modèle 3D complet avec toutes les définitions y relatives. On sait ainsi parfaitement ce qui doit être conçu comme ajustement, quelles tolérances s‘appliquent et où. Les collaborateurs ont en outre reçu des modèles qui leur permettent de fabriquer un outil toujours de la même manière, alors qu’auparavant, cela se faisait plus ou moins individuellement». Ces structures claires et les normes MBD que nous avons définies nous-mêmes ont donc eu un effet positif sur le flux de travail numérique, et ce, dès le début de la création de l‘outil. Pour cette partie spécifique à la CAO, JANUS a fait appel à MARENCO AG, partenaire suisse renommé de Siemens NX Engineering. C’est en étroite collaboration que les exigences FAO d‘un modèle CAO optimisé pour la fabrication ont été harmonisées.
Objectif FAO et fabrication CNC
Concernant l‘optimisation de la FAO NX, JANUS ENGINEERING AG a également commencé à implémenter de solides standards. On s’est notamment focalisé sur l‘automatisation des tâches récurrentes de perçage et de fraisage. L‘équipe de projet de JANUS et MARENCO AG a fait des recherches pour savoir quels étaient les perçages les plus fréquemment utilisés afin de les inclure dans le standard. Outre la reconnaissance automatique de la géométrie et des trous, on a réalisé ainsi la connexion virtuelle de la bibliothèque d‘outils. La fraiseuse 5 axes avec changeur de palettes déjà existante a certes été utilisée, mais l’on n’a pu exploiter son plein potentiel qu‘avec les optimisations du post-processeur de JANUS. La simulation FAO permet de réaliser des usinages longs pendant la nuit ou le week-end, même sans surveillance.
L‘avenir de la FAO
Le service FAO se compose de trois employés et de deux apprentis. Le fait que les apprentis fassent partie intégrante de ce service souligne l‘importance qu’accorde BACHMANN GROUP à la FAO pour assurer l‘avenir. A cela s’ajoute le fait que les technologies modernes et les processus numériques sans faille constituent un champ d‘activité particulièrement attrayant pour la relève. Jörg Nussbaum est pleinement satisfait de la manière dont s’est déroulé le projet Speedform initié par JANUS: «Nous sommes aujourd‘hui globalement beaucoup plus rapides et précis, car nous ne programmons presque plus rien sur la machine CNC. Nous réalisons même aujourd‘hui des plaques simples avec peu de perçages via NX-CAM, car c‘est nettement plus rapide et plus sûr. La particularité du processus désormais établi par JANUS est l‘approche orientée modèle. Aujourd‘hui, le modèle 3D ne sait pas seulement à quoi il ressemble, il sait aussi comment il est fabriqué. Une belle réussite! Nous allons donc continuer à développer le projet Speedform en collaboration avec JANUS pour davantage de modèles standard pour les outils».