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BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » -Développement de cas industriels de qualification et doptimisation.

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1 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » -Développement de cas industriels de qualification et doptimisation de processus : - Positionnement de la fonction « qualification et optimisation de processus ». - Problématiques liées aux procédés et aux processus. Exemple dune industrialisation de produit en petite série renouvelable. (support de culasse de jet-ski) Exemple dune industrialisation de produit en moyenne ou grande série. (boîtier dallumage Peugeot) SOMMAIRE

2 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Qualification du processus

3 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étude N°1 : Cas de lindustrialisation de produit en petite série renouvelable Étude N°1 : Cas de lindustrialisation de produit en petite série renouvelable Support de culasse de moteur de jet-ski. LE PRODUIT: Support de culasse de moteur de jet-ski.

4 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étude N°1 : Cas de lindustrialisation de produit en petite série renouvelable Étude N°1 : Cas de lindustrialisation de produit en petite série renouvelable LE CLIENT: Concessionnaire moto-nautisme. LES QUANTITES: 10 pièces/mois. LENTREPRISE: PME, domaine de la sous-traitance mécanique. Parc machines de production: -2 centres dusinage verticaux MAZAK 3 axes / 24 outils. -1 centre dusinage UGV HERMLE 5 axes / 83 outils. -1 centre dusinage UGV DMU 5 axes. -1 centre dusinage horizontal 4 axes / 2 palettes/ 60 outils. -2 tours CN 3 axes. -1 tour MORI SEKI 4 axes. -1 tour bi-broche 5 axes avec embarreur.

5 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Cette activité fait suite à létape de définition du processus. Les données sont donc: Le cahier des charges de production : client, coûts prévisionnels, quantités, délais… La maquette numérique spécifiée.

6 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Un processus détaillé est proposé:

7 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Un processus détaillé est proposé:

8 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Positionnement de lactivité de « qualification et optimisation de processus » au sein de la démarche dindustrialisation. Les données numériques utilisées lors de lélaboration du processus sont disponibles (géométries intermédiaires, sessions FAO…) Ph 10 : DMU 50 Ph 20 : DMU 50

9 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » La tâche du technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » consiste à valider les choix techniques effectués lors de la définition du processus détaillé. Quelles sont les problématiques soulevées par le processus proposé ?

10 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématique N°1 : Réalisation des rainures de largeur 1,8mm et de profondeur 1,3mm. Ces rainures sont réalisées dans chacune des phases du processus proposé, et le temps de cycle nécessaire à leur réalisation représente une part importante du temps de cycle global. Loutil choisi est une fraise ARS TITEX coupe alu Ø1,8mm. Le carburier préconise une vitesse de coupe Vc=120m/min, soit N=21200 tr/min. Or pour la machine choisie, Nmax=18000 tr/min. Le problème ici est donc de déterminer les conditions de coupe optimales pour cette opération. Les difficultés techniques seront donc liées aux vibrations (équilibrage, flexion doutil…) ainsi quau respect dune bonne formation du copeau (relation entre N et fz…)

11 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématique N°2 : Opération débauche des alésage Ø85mm. Dans le but de diminuer le temps de cycle de cette opération, le processus détaillé propose de réaliser ces ébauches à laide dun outil à trépaner. Le gain de temps par rapport à une ébauche en interpolation hélicoïdale à laide dune fraise 2 tailles semble important au regard des données théoriques de coupe pour cet outil. Lentreprise nayant pas lexpérience de lutilisation de ce type doutil, le problème ici est de réaliser des essais de coupe de façon à valider les données du processus ou éventuellement de remettre en cause sa pertinence.

12 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématique N°3 : Opération de rectification plane sur pièce en alliage daluminium. Le processus détaillé propose de réaliser en phase 30 et 40 des opérations de rectification afin de garantir les spécifications de planéité et détats de surface demandés. Il sagit donc ici de réaliser des essais de rectification qui permettront de valider le choix du processus ou éventuellement de le remettre en cause. Lhistorique des capabilités valide ce choix pour le Ra de 0,4µm mais une incertitude subsiste quant à laptitude du procédé à garantir un Ra de 0,1µm.

13 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématique N°4 : Qualification en mode production de chacune des phases définies dans le processus détaillé. Lobjectif est donc ici de valider lensemble des paramètres du processus tout en vérifiant laptitude à lemploi de chacun des éléments de production. Pour chacune des phases, il reste à valider et éventuellement à optimiser lensemble des choix qui nont pas été abordés lors des 3 problématiques précédentes (conditions de coupe, stratégies dusinage, mise et maintien en position, positions doutils…). Cette qualification en mode production conduit à la réalisation des échantillons initiaux, dont le contrôle permettra la validation globale du processus détaillé proposé.

14 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°1: Planifier, préparer. Le technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » doit : -Définir les essais à conduire (conditions, moyens nécessaires, indicateurs de performance…) La démarche de qualification et optimisation de processus. Elle doit conduire à la résolution des 4 problématiques précédentes. -Élaborer le planning de projet (tâches, jalons,ressources) en prenant en compte les contraintes, charges, délais et dates de revue de projet

15 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°2: Mettre en œuvre. Le technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » doit : -Réaliser les essais de coupe sur la machine de production pour la rainure de 1,8mm. Les usinages sont réalisés dans une pièce dessai. -Mettre en œuvre les essais de trépanage. Une machine autre que la machine de production peut être utilisée. -Réaliser les essais de rectification plane sur des pièces dessai du même matériau.

16 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°3: Contrôler Le technicien méthode « qualification et optimisation de processus » doit : -Déterminer la zone de fonctionnement de loutil pour lopération de rainurage et évaluer sa durée de vie en fonction des paramètres dessai. -Déterminer les conditions de coupe optimales et le temps de cycle pour lopération de trépanage. -Mesurer les états de surface et les défauts de forme obtenus lors des essais de rectification.

17 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°4: Réagir, améliorer. Le technicien méthode « qualification et optimisation de processus » doit : -Choisir les conditions de coupe pour lopération de rainurage (critère doptimisation économique). -Analyser le gain de temps obtenu par lutilisation de loutil à trépaner et conclure sur la pertinence du processus proposé. -Conclure sur laptitude du procédé de rectification et éventuellement proposer des solutions (poli-rodage en sous- traitance).

18 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°5: Planifier, préparer. Le technicien méthode « qualification et optimisation de processus » doit : -Mettre à jour les données du processus détaillé en fonction des résultats des essais précédents. -Réceptionner et préparer les outils et outillages. -Préparer et sassurer de laptitude des moyens de contrôle pour les échantillons initiaux. -Sassurer de la disponibilité des moyens.

19 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°6: Mettre en oeuvre. Étape N°7: Contrôler Le technicien méthode « qualification et optimisation de processus » doit : -Mettre en œuvre les phases dusinage des échantillons initiaux en assurant la sécurité des biens et personnes. Le technicien méthode « qualification et optimisation de processus » doit : -Contrôler les outils et outillages. -Contrôler les paramètres de fonctionnement pendant létape de mise en œuvre. (vibrations, comportements, temps de cycle…) -Effectuer le contrôle géométrique et dimensionnel des pièces produites et estimer les dispersions.

20 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étape N°8: Réagir, améliorer. Le technicien méthode « qualification et optimisation de processus » doit : -Décider de la validation des paramètres de fonctionnement. -Qualifier le processus au regard des résultats de contrôle et décider de sa validation.

21 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Déroulement de lactivité : Planifier, Préparer Exécuter, Mettre en oeuvre Évaluer, Contrôler Réagir, Améliorer Participer à la planification de lensemble du projet. Définir des essais réels et/ou par simulation. Mettre en oeuvre des essais réels et/ou par simulation. Mettre en oeuvre tout ou partie du processus. Qualifier le processus Proposer des améliorations Valider les essais Optimiser le processus du point de vue des essais réalisés.

22 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étude N°2 : Cas de lindustrialisation de produit en moyenne/grande série. Étude N°2 : Cas de lindustrialisation de produit en moyenne/grande série. LE PRODUIT: Corps dallumeur Peugeot.

23 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Étude N°2 : Cas de lindustrialisation de produit en moyenne/grande série. Étude N°2 : Cas de lindustrialisation de produit en moyenne/grande série. LE CONTEXTE PROFESSIONNEL: Un équipementier automobile désire stopper sa production en interne, de corps dallumeurs, destinés désormais à la 2ème monte. Dans ce contexte, il fait appel à un sous- traitant, qui doit industrialiser la pièce en utilisant ses propres moyens de production à raison de 1000 pièces par jour.

24 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Fonction « Qualification et optimisation de Processus » Le processus de production a été élaboré par les techniciens méthodes « conception de processus ».

25 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Les problématiques à résoudre : Qualification de la prise de pièce en phase 10. (pièce déformable). Qualification en mode production dune phase de tournage 4 axes. Détermination des capabilités en vue de la qualification du processus de production et contrôle

26 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Élaborer le planning de projet (tâches, jalons,ressources) en prenant en compte les contraintes, charges, délais et dates de revue de projet Définir des essais réels et/ou par simulation : –Tests de variabilités (nouveau moyen de production) –Échantillons initiaux pour qualifier les paramètres de mise en œuvre (conditions de coupe, prise de pièce, ….) Étape N°1: Planifier, préparer. La démarche de qualification et optimisation de processus.

27 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » –Réaliser les essais : Les essais sont effectués ici sur le moyen de production et avec des bruts « capables ». Ils servent donc à la fois déchantillons initiaux et de supports pour les tests de variabilité. Étape N°2: Mettre en oeuvre

28 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » –Analyser les résultats dessais (mesure et interprétation) Étape N°3 : Contrôler Étape N°4 : Réagir, Améliorer –Autoriser le lancement de la présérie

29 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » –Préparer le lancement de la présérie : –Journal de bord –Moyen de contrôle de la présérie –Disponibilité des moyens Étape N°5 : Planifier, préparer.

30 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » –Mettre en œuvre la présérie : Étape N°6 : Mettre en oeuvre

31 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » –Mesure des pièces de la présérie –Calcul des capabilités de moyens de mesure –Calculs de capabilités Processus Étape N°7 : Contrôler

32 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » –Conclure quant à la validation technico-économique du processus détaillé. –Proposer des solutions damélioration (AMDEC, 5M, …) Étape N°8 : réagir, améliorer

33 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » AUTRES EXEMPLES :

34 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématiques à développer: -Qualification en mode production dune phase de fraisage 5 axes positionnés. Fraise à 45°. Fraise à 45°. -Comparaison de processus (TCN+CU5axes ou Centre de tournage-fraisage bi-broches) -Étude technico-économique des solutions de contrôle final ou en cours de fabrication.

35 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Carter Sélecteur embrayage DUCATI Carter Sélecteur embrayage DUCATI

36 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématiques à développer: -Comparaison de processus (CN conventionnelles et UGV) -Recherche de solutions à des problèmes de vibration lors de lusinage de pièces dépaisseur faible. -Étude des procédés possibles de superfinition (brossage, polissage…).

37 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Support avant boite de vitesse Support avant boite de vitesse

38 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Problématiques à développer : -Étude des déformations du brut lors du serrage. -Détermination dun coupe outil-matière. -Essai de tournage dur. -Étude de capabilité du processus. -Étude des phases de contrôle et dautocontrôle. -AMDEC et élaboration des documents de consigne au poste, de suivi de production… Support avant boite de vitesse Support avant boite de vitesse

39 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Exemples de problématiques : Liées au procédé : Validation et optimisation des conditions de coupe pour un matériau nouveau, un moyen nouveau ou une nouvelle nuance doutil. Validation de procédés spécifiques (UGV, brochage, forages longs, usinage avec outils parapluie…) Résolution de problèmes de déformation, de vibration (sur la pièce, loutil, le porte-pièce) par le dimensionnement ou la recherche de stratégies dusinage adaptées. …..

40 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Exemples de problématiques : Liées au processus : Intégration dune nouvelle production sur une cellule de production à charge fixe. Optimisation de temps de cycle. Comparaison de plusieurs processus. (moyens standards et moyens multi-axes par exemple) Validation de solutions de contrôle sur poste (cas de la grande série) …..

41 BTS IPM : FONCTION : Technicien méthodes « qualification et optimisation de processus » Compétences requises dans le cadre de la fonction « qualification et optimisation de processus » : C02. Simpliquer dans un groupe projet. C12. Définir et mettre en œuvre des essais réels et/ou par simulation permettant de qualifier un processus. C13. Valider le processus sur le plan technique et économique. C14. Qualifier des moyens en mode production au regard dun cahier des charges. C15. Proposer des solutions d'amélioration technico-économique du processus.


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