On optimise aussi la découpe de blocs en 3D !

On optimise aussi la découpe de blocs en 3D !

Publié le 08/04/2021

Dans de nombreux secteurs industriels, on doit découper des pièces parallélépipédiques à partir de plus gros blocs de matière. Les matériaux peuvent être tendres (par exemple la mousse sous toutes ses formes, ou le bois) ou durs (métal, graphite…), le principe est cependant à peu près le même : on coupe le bloc de part en part à l’aide d’un fil chauffant, d’une lame vibrante ou d’une scie à ruban pour constituer des blocs secondaires, et ainsi de suite jusqu’à la pièce élémentaire. Dès lors que les regroupements de pièces à produire sont importants, ces applications rendent le recours à un logiciel d’optimisation de découpe nécessaire, sinon indispensable. Focus sur les algorithmes d’imbrication 3D, leurs usages et les gains qu’ils engendrent en termes de consommation matière et de temps.

Des machines de découpe très spécialisées

Les machines, pas toujours contrôlées numériquement, peuvent effectuer des découpe verticales ou horizontales. Elles sont le plus souvent spécialisées pour certains types de matériaux. Certaines machines pour la découpe de mousse polyuréthane par exemple permettent de débiter en tranches d’épaisseur variable des blocs placés sur un carrousel à l’aide d’une lame horizontale repositionnable en hauteur. Pour découper des métaux durs, des composites ou du graphite, on utilise généralement une scie à ruban. Le marbre ou le granit est quant à lui découpé sur des machines de grande taille à l’aide d’une scie diamantée rotative. Dans le domaine de la découpe de mousse notamment, qui représente un très gros marché, plusieurs constructeurs offrent des solutions haut de gamme et des machines à commande numérique très sophistiquées.

Des logiciels d’optimisation de découpe 3D pour minimiser le gaspillage

Si les dimensions des pièces (autrement dit longueur x largeur x hauteur) varient et si les pièces elles-mêmes sont multiples, concevoir les plans de découpe en 3D peut vite devenir un casse-tête pour l’esprit humain. C’est tout l’intérêt d’un logiciel d’optimisation qui, comme en 2D avec des rectangles ou a fortiori des pièces de formes quelconques, va permettre d’optimiser le « remplissage » des blocs de matières premières à partir des commandes de pièces à produire. L’avantage est double : le calcul est extrêmement rapide et le rendement matière est optimisé. Quand la matière première est chère, comme certaines mousses spéciales ou le graphite par exemple, cette optimisation peut engendrer des économies considérables !

Au-delà de l’aspect financier, la prise de conscience croissante des enjeux écologiques pousse les entreprises à mesurer et à minimiser leur consommation d’énergie et leur production de déchets. Pour cela, les logiciels d’optimisation sont de précieux outils.

La matière et l’énergie utilisées pour la découpe sont les deux principales composantes optimisées. Mais nos algorithmes ne s’arrêtent pas là. Tous les domaines d’application nécessitent le respect de certaines contraintes propres. Par exemple, avec une matière « molle » comme de la mousse, il est difficile de faire tenir un bloc étroit verticalement pour le découper. Il s’agit donc de réaliser une optimisation sous contrainte afin que l’imbrication soit pleinement exploitable en production. De même pour éviter dans certains cas d’utilisation de trop nombreux repositionnements machine, qui consomment du temps dans l’atelier.

Des algorithmes d’imbrication pour tous les usages

Spécialiste des logiciels d’optimisation de découpe et expert de l’imbrication automatique depuis 40 ans, Alma s’est bien entendu intéressée à tous les procédés de découpe : 1D (découpe linéaire de barres ou de tubes), 2D (découpe rectangulaire bord à bord ou découpe de formes quelconques) et 3D (découpe de pièces parallélépipédiques). Notre spécificité est que, développant nos propres algorithmes d’imbrication automatique, nous maitrisons à la fois le moteur d’imbrication et le logiciel applicatif qui est construit autour.

Nous allons même plus loin puisque nous commercialisons ce moteur d’imbrication sous forme de composant logiciel (Powernest Cube) auprès d’éditeurs de logiciels spécialisés ou de constructeurs de machines qui éditent leur propre logiciel d’optimisation, par exemple dans le domaine de la découpe de mousse. Quant à notre logiciel almaCube, il est utilisé dans le monde entier par des industriels qui découpent des pièces 3D parallélépipédiques dans de nombreux matériaux : polyuréthane, polystyrène, marbre, granite, bois, graphite, acier, etc.

Un logiciel universel pour la découpe 3D de blocs

almaCube permet de réaliser rapidement des assemblages très compacts grâce à une véritable imbrication 3D et pas un simple empilement de couches. Le logiciel optimise la matière non seulement à l’intérieur d’un bloc mais aussi de manière globale (choix des meilleurs blocs à utiliser). Il gère les tolérances afin de supprimer des découpes superflues pour les matières qui engendrent un important temps de découpe et une grosse consommation d’énergie. Le temps de calcul de l’optimisation est paramétrable par l’utilisateur. almaCube est capable de réutiliser les chutes et de gérer des quantités optionnelles de débits. Le logiciel peut en outre être couplé à un système GPAO ou ERP pour l’import de fichiers (formats et quantités) avec des possibilités de personnalisation. Très simple d’utilisation, almaCube produit des plans de découpe bord à bord adaptés aux fonctionnalités des machines et aux différentes technologies de découpe (fil, lame, scie, etc.). Les résultats de l’imbrication peuvent être exportés automatiquement au format .csv, et la fiche atelier décrivant le programme de découpe peut être personnalisée selon les besoins du client.

Grâce à une démonstration en ligne, puis la mise à disposition d’une version d’essai après une rapide formation, tout industriel, où qu’il soit dans le monde, peut tester le logiciel almaCube et l’adéquation à ses besoins, tout en bénéficiant de l’expertise et de l’accompagnement d’Alma. Vous êtes vous-même intéressé(e) ? Contactez-nous et soumettez-nous votre besoin !