Dans l'usine de Nuremberg du constructeur de véhicules utilitaires MAN Truck & Bus, la production d'un nouveau moteur diesel 13 litres hautement efficace a commencé. En tant que plateforme moteur commune, il sera utilisé à l'échelle du groupe. Pour les culasses, des outils de perçage de précision de MAPAL sont utilisés, qui traitent le perçage de guidage de soupape et le perçage de siège de soupape.
Pratiquement en même temps, MAN a lancé deux projets d'avenir importants sur le site de Nuremberg. Parallèlement au lancement de la production du nouveau diesel, une production en série de batteries pour les véhicules électriques du constructeur est mise en service. Plus de 50 stations de montage devraient produire jusqu'à 50 000 batteries par an - avec l'option d'augmenter cette capacité à 100 000 batteries haute tension d'ici 2030. Avec plus de 35 mètres de hauteur, le nouveau bâtiment est le plus haut bâtiment de production sur le site.
Juste en face se trouve, sur une surface de 23 000 mètres carrés, la production des moteurs diesel. En tant que planificateur de processus, Marco Singer est responsable de la fabrication des culasses du moteur D30 entièrement nouveau. En face du hall M17 se trouve la nouvelle production de batteries. Marco Singer classe la transformation vers la propulsion électrique comme suit : « Pour diverses applications comme le transport urbain, le moteur électrique est la propulsion idéale. Dans d'autres domaines, le diesel aura encore longtemps sa place. » Il cite comme exemples des applications dans l'agriculture, la marine ou l'armée. Pour l'avenir, un mélange de différentes techniques de propulsion sera donc nécessaire.
Un moteur pour toutes les marques
Le groupe Traton, qui comprend en plus de MAN Scania, Volkswagen Truck & Bus ainsi qu'International Motors, mise sur un système modulaire, le Traton Modular System (TMS), dont les composants sont utilisés de manière intermarque. Fidèle à la devise « Il ne faut pas réinventer la roue », le groupe regroupe ainsi efficacement ses ressources. Le moteur D30 est la plateforme moteur commune pour l'ensemble du groupe. Du développement à la fabrication mécanique et à l'assemblage des moteurs jusqu'à la livraison aux différents fabricants de véhicules, tout se passe chez MAN à Nuremberg. Il y a trois ans, il y avait encore une fonderie propre ici.
Le moteur D30 est basé sur une plateforme, mais est produit en six niveaux de puissance différents de 360 à 560 ch. C'est le plus grand moteur standard du portefeuille et doit être utilisé dans différents véhicules, avec un accent particulier sur les camions de 40 tonnes. Le D30 remplace les anciennes séries de moteurs D26 et D15. Le moteur innovant atteint un rendement maximal de 50 % et nécessite 5 % de carburant en moins que ses prédécesseurs, ce qui réduit également les émissions de CO2 dans la même mesure.
Dans la production du nouveau moteur, pour laquelle jusqu'à 160 employés hautement qualifiés travailleront en trois équipes, MAN a investi environ 220 millions d'euros. La capacité technique permet une production d'environ 50 000 moteurs par an. « La quantité de production réelle dépend de la demande. Si cela sera effectivement utilisé, c'est finalement à décider par les clients », explique Marco Singer. Ceux-ci ont été plutôt réticents ces dernières années. Comme dans le secteur automobile, les discussions sur la transformation vers la propulsion électrique ont également suscité de l'incertitude dans le secteur des véhicules utilitaires. Au début de la production, il sera d'abord travaillé en une seule équipe.
Des décennies de collaboration
MAN collabore déjà depuis des décennies avec MAPAL. Lorsque des appels d'offres ont été lancés en 2019 au début du projet pour le D30, le fabricant d'outils d'Aalen a de nouveau remporté le contrat pour le traitement de précision du perçage de guidage de soupape et du perçage de siège de soupape. Les années d'expérience commune ont également contribué, tout comme une recommandation du fabricant de machines Grob, qui est responsable de l'ensemble du processus et donc aussi de la conception des outils.
Les six cylindres du moteur ont chacun deux soupapes d'admission et d'échappement, donc 24 perçages doivent être réalisés dans la culasse. Comme les diamètres d'admission et d'échappement varient, des outils de tailles différentes sont nécessaires pour leur traitement. Le traitement a lieu sur une machine à double broche. Elle est intégrée dans une installation en chaîne avec des machines individuelles de Grob, qui sont chargées par des portiques linéaires.
Processus stable grâce à une technologie éprouvée
Au début du projet, un autre fabricant d'outils a été chargé du traitement de précision. Cependant, comme un processus stable et économique n'a pas pu être réalisé avec ses outils, MAN s'est finalement concentré à nouveau sur la collaboration avec MAPAL. Les Aaleners avaient d'abord proposé le système de traitement de précision, qui fonctionne depuis des années chez MAN dans deux halls de production sur de nombreuses machines. En étroite concertation avec le client, les partenaires ont cependant développé le système et ont pu réaliser des progrès décisifs.
Singer loue les réalisations : « Le traitement a fondamentalement changé. Par exemple, nous avons économisé une coupe semi et avons pu nous passer d'un rodage pilote. Au lieu de cela, nous avons utilisé l'outil à plaquettes réversibles uniquement sur nos diamètres prétraités, avons assuré une bonne entrée de perçage pour le taraud et avons ensuite simplement rodé une fois. Grâce à l'expérience, le processus a pu être conçu de la meilleure manière possible. » Le concept de fabrication a atteint à la fois une bonne qualité de traitement et le temps de cycle fixé d'environ cinq minutes pour le traitement final du siège de soupape et du guidage de soupape, le processus stable et économique souhaité était en place. « Et cela, bien que les exigences de qualité dans la fabrication aient augmenté avec le nouveau moteur », souligne Markus Meyer, qui, en tant que consultant technique de MAPAL, collabore étroitement avec MAN. Pour le perçage de la soupape et les deux perçages de siège de soupape, les tolérances sont inférieures à 20 µm. Lors du passage du siège au guidage, environ 50 µm doivent être respectés. Il ne doit pas y avoir de décalage entre le siège de soupape et le guidage de soupape qui pourrait entraîner des forces de cisaillement indésirables. Les qualités de surface requises sont d'un Rz inférieur à 20 µm. La culasse est en fonte GJV 450, dans laquelle des matériaux plus résistants à l'usure pour les soupapes sont pressés sous forme d'un anneau et d'un guidage.
La technologie moderne réduit encore les coûts par pièce
Une série d'ateliers communs avait pour objectif d'autres optimisations, notamment en ce qui concerne les coûts par pièce. Ils devaient être réduits avant le lancement de la production en série, et grâce à une collaboration professionnelle et partenariale, MAPAL et MAN ont pu réaliser des améliorations significatives.
La simplification de la manipulation des outils s'est révélée être un levier pour des coûts par pièce plus bas - concrètement, la réduction du temps de réglage et donc une simplification pour l'opérateur. MAPAL a introduit son système EA (EasyAdjust), qui a été intégré à l'outil de siège de soupape. Dans ce système, le rajeunissement de la coupe est déjà intégré dans la cassette, qui sert de support pour la coupe. Ainsi, le processus de réglage pour le rajeunissement de la coupe secondaire est complètement éliminé, il suffit d'ajuster le diamètre. Thomas Teuber, responsable produit et gestion des applications de l'usinage de précision chez MAPAL, résume l'utilité pratique :
« L'opérateur n'a plus besoin de surveiller deux cadrans de mesure. Il se concentre sur un seul cadran de mesure, avec lequel il règle le dépassement de la coupe par rapport aux guides. Cela va beaucoup plus vite. » Avec le système EA, il y a également une amélioration des coupes : Les plaquettes de coupe TEC utilisées dans le système EA ont quatre, donc deux fois plus, de bords de coupe qu'une coupe de reamer MAPAL classique. Un matériau de coupe optimisé et un revêtement innovant augmentent la durée de vie et assurent ainsi un processus encore plus stable.
Les modifications ont porté leurs fruits : par rapport au concept de traitement initial, les coûts de traitement du siège de soupape et du guide de soupape ont pu être réduits d'environ 40 %. « Je suis très satisfait de l'étape atteinte », déclare Marco Singer, louant expressément la collaboration compétente avec MAPAL. Le planificateur de processus ambitieux souhaite continuer à faire avancer le processus d'amélioration continue.
Chez MAN, on estime que le D30 sera le dernier moteur diesel de véhicule utilitaire entièrement nouveau développé par l'entreprise - après plus de 100 ans de construction de moteurs diesel sur le site de Nuremberg. D'ici 2030, un véhicule sur deux livré aux clients sera doté d'une propulsion sans émission.
Contact :
www.mapal.com
