Machines mères

Un ouvrier d'usine conduit un chariot élévateur transportant une coulée de métal de quatre tonnes sur un sol en béton poli. Entouré d'équipements robotiques imminents, il est le seul humain en vue dans la brillante usine de machines-outils de DMG Mori Seiki en Californie du Nord.

Trois rangées de machines imposantes et grondantes taillent des composants de précision à partir de pièces moulées en métal brut pesant de quelques livres à quelques tonnes. C'est le genre de vue presque déserte à laquelle on s'attendrait dans la fabrication de pointe.

C'est la moitié automatisée de l'usine, mais de l'autre côté d'un mur avec des fenêtres, les chaînes de montage grouillent de gens en casques blancs et en uniformes de la marine. Là, 40 travailleurs construisent à la main des machines de la taille d'une chambre à coucher, assemblant 2 000 pièces pour créer les instruments pilotés par ordinateur qui formeront le cœur des usines automobiles, aéronautiques et électroniques à travers l'Amérique.

Les Japonais les appellent des machines mères, car elles rendent d'autres machines possibles. Aussi connues sous le nom de fraiseuses, elles utilisent des outils de filage pour sculpter des formes complexes à partir de pièces de métal grossièrement coulées. Les résultats incluent des moules pour le moulage sous pression, des engrenages pour les transmissions et des boîtiers pour smartphones.

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Jours nécessaires pour fabriquer une fraiseuse DMG Mori Seiki

L'usine Davis construit certaines des fraiseuses à commande numérique par ordinateur (CNC) les plus avancées au monde. Rapides, durables et précis au micromètre près, ils sont capables de déplacer à la fois les dispositifs de coupe et les pièces qu'ils façonnent dans plusieurs directions. Les fabricants peuvent utiliser les outils DMG Mori pour fabriquer plus de produits, les rendre plus rapides et utiliser moins d'énergie sur de plus longues périodes.

La qualité et la productivité des machines Davis les placent à l'extrémité supérieure de l'industrie, déclare David Dornfeld, directeur du département de génie mécanique de l'Université de Californie à Berkeley.

La décision de DMG Mori de construire l'usine de 50 millions de dollars à Davis dit des choses importantes sur l'avenir de la fabrication américaine, selon Dornfeld. Comme l'automatisation rend les coûts de main-d'œuvre moins importants, les producteurs de tout, des smartphones aux genoux artificiels en passant par les voitures électriques, sont de plus en plus en mesure de choisir la production locale, dit-il.

Parmi les principaux avantages de l'implantation en Californie : l'usine est plus proche des clients - ce qui n'est pas anodin lorsqu'il s'agit d'expédier des produits qui pèsent des dizaines de milliers de livres - et du centre d'innovation de l'entreprise et des partenaires de recherche universitaires locaux. La construction de certaines de ses machines aux États-Unis protège également l'entreprise des pertes de change et a contribué à améliorer ses ventes, ses bénéfices et sa part du marché américain. Les États-Unis représentent désormais 25 % des ventes mondiales de DMG Mori.

L'usine blanche et grise de DMG Mori se trouve discrètement à côté de l'Interstate 80. Les camions à plateau transportant ses produits de 20 000 à 40 000 livres peuvent prendre la route vers l'ouest jusqu'à la Silicon Valley ou vers l'est vers les usines d'automobiles, d'avions et d'équipements pétroliers. Une carte dans la salle de réunion fait germer de minuscules drapeaux blancs, jaunes, bleu marine et orange représentant les destinations des produits.

L'usine est née d'une relation entre l'entreprise et l'école d'ingénieurs de l'Université de Californie à Davis, selon Zachary Piner, directeur général du département technologique de l'usine. L'entreprise a établi son laboratoire de technologie numérique à Davis en 2000. Piner et le directeur général de l'usine, Adam Hansel, terminaient leurs études supérieures lorsqu'ils ont été embauchés en tant que deux des quatre premiers employés.

Pour cette combinaison de logiciels, de matériel et de fabrication de précision, les entreprises ont besoin de proximité avec les infrastructures éducatives, explique Enrique Lavernia, doyen de l'école d'ingénieurs Davis. Cette fabrication à haute valeur ajoutée de technologies sophistiquées est une opportunité pour nous dans ce pays.

L'une des raisons de placer l'usine sur le même site était de capitaliser sur ce talent, explique Hansel. Avec plus de 60 ingénieurs, le centre conçoit des machines-outils et des logiciels pour DMG Mori dans le monde entier. Une application pour smartphone qu'ils ont conçue permet aux clients de surveiller leurs machines, en affichant des voyants rouges, jaunes et verts à côté de minuscules images des appareils pour montrer leur état de fonctionnement.

Les ingénieurs du laboratoire ont également participé à la conception et à la mise en place de l'usine elle-même, inventant des montages destinés à l'assemblage des produits et développant des logiciels pour les lignes automatisées. Désormais, le laboratoire utilise l'usine pour tester des prototypes de nouvelle génération.

À l'intérieur de l'usine, des planchers renforcés d'acier ont une épaisseur de 40 pouces pour éviter les vibrations. L'air est presque inodore et exempt de poussière, un ennemi de la précision et un danger pour la sécurité également. Il y a si peu de bruit que les gens peuvent converser sans élever la voix.

Deux ouvriers utilisent une grue pour charger les pièces moulées sur le système d'usinage. Six heures plus tard, les pièces émergent avec des rainures précises, des pistes, des trous de boulons filetés et d'autres formes gravées dessus. Un système conçu par le Laboratoire de technologie numérique utilise des bras robotiques jaunes pour aspirer les copeaux et les copeaux de métal.

Les machines vérifient la qualité à chaque étape. Lorsque les pièces entrent dans le hall d'assemblage, elles passent par une station de mesure de coordonnées d'un million de dollars qui est précise à quatre micromètres près.

L'usine passe des mois sans problème de qualité, dit Hansel. La moitié des produits de l'usine sont destinés à de petits ateliers de fabrication de pièces de 50 travailleurs ou moins. Ils ne peuvent pas se permettre des dysfonctionnements sur les machines qui ancrent leur production et coûtent entre 120 000 et 500 000 dollars. Les agents d'assurance qualité en chemise blanche effectuent 100 heures de tests rigoureux à différentes étapes de l'assemblage, explique Hansel.

En commençant par le coulage des fondations, les ouvriers attachent les principaux sous-ensembles qui maintiennent les pièces mobiles. Ils ajoutent des commandes et du câblage électriques, des pompes hydrauliques et de la tuyauterie, ainsi que des couvercles en tôle. Du début à la fin, l'ensemble du processus prend 14 jours. Il y a généralement 30 machines en construction à la fois.

Sur une machine, Jeff Gagné installe une table rotative brillante usinée de l'autre côté de l'usine. Il connecte les commandes électriques et utilise des capteurs pour vérifier que la table est perpendiculaire à la broche de la machine, qui fait tourner les outils de coupe.

Comme les autres assembleurs, Gagné fait rouler un chariot avec un râtelier d'outils à main de machine en machine. Il existe des clés dynamométriques, des clés à douille, des clés à douille et des clés Allen. Il y a aussi de petites pierres abrasives qui peuvent raser de minuscules couches de métal. Environ 20 coups enlèveront un micron, dit Hansel. C'est tout un art.

L'usine DMG Mori a à peu près le bon équilibre entre l'automatisation et l'assemblage à la main, estime David Dornfeld de l'UC Berkeley.

Ce serait fou d'essayer de construire une machine-outil avec des robots, dit-il. C'est de la lutherie, et chaque machine a sa propre personnalité.

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