Améliorer les économies de coûts dans la coulée des métaux

L'industrie américaine de la fonderie est l'un des plus grands recycleurs de métaux et d'alliages au monde, responsable du recyclage de dizaines de millions de tonnes de fer et d'acier chaque année. Avec tous les autres métaux et alliages recyclables, les fonderies américaines sont devenues une partie intégrante de l'industrie du recyclage. Une grande partie de ces déchets serait autrement considérée comme de la ferraille qui finirait dans les décharges et les dépotoirs. Pourtant, les qualités écologiques de l'industrie de la fonderie ne vont pas permettre aux entreprises de fonderie de réaliser des économies. L'objectif premier de l'industrie est de traiter et de fabriquer des pièces à partir de métaux et d'alliages de la manière la plus efficace possible.

Pour réaliser des économies dans le secteur de la fonderie, il faut rendre les processus plus efficaces en examinant la conception de l'équipement, en optimisant les opérations et en ajustant les systèmes pour augmenter le rendement. L'amélioration des processus permettra à son tour d'abaisser le profil carbone d'une fonderie, en contrôlant les déchets qui peuvent réduire les bénéfices. En gérant ces déchets, les entreprises de fonderie peuvent améliorer leurs marges bénéficiaires. Comprendre comment améliorer l'efficacité opérationnelle des processus de fabrication et de recyclage dans la fabrication de composants métalliques est donc logique pour les fonderies d'un point de vue économique et environnemental.

Comment améliorer l'efficacité opérationnelle dans la fabrication et le recyclage des métaux ?

Nous devons chercher où les processus peuvent être affinés pour aider à comprendre où l'industrie peut améliorer son efficacité opérationnelle. De nombreuses actions qui affectent l'efficacité des processus ne nécessitent qu'un investissement limité de la part d'une fonderie, tandis que certaines ne coûtent rien du tout, mais quel que soit le coût, il doit y avoir une stratégie.

Pour commencer, il est bon d'examiner les phases du processus de moulage :

• Moule
• Élimination des débordements et des coulées
• Manipulation
• Traitements de surface
• Emballage et expédition

Avant tout, il faut une main-d'œuvre désireuse d'améliorer l'efficacité opérationnelle et disposant du savoir-faire nécessaire à cet effet. La formation des travailleurs à la réduction effective des coûts de traitement est essentielle dans les activités de fabrication et de recyclage du secteur.   

Meilleures pratiques pour améliorer les économies de coûts

Si l'achat et l'installation d'équipements efficaces sont un bon début, ils ne doivent constituer qu'une partie de la stratégie de gestion des coûts d'une fonderie. Pour introduire avec succès un plan complet de gestion de l'efficacité opérationnelle, les entreprises de fonderie doivent évaluer comment suivre et contrôler l'efficacité avec laquelle elles fabriquent des pièces. Ce n'est qu'en évaluant l'efficacité des processus d'une fonderie qu'une entreprise de coulée de métaux peut les gérer correctement. 

Contrôle des processus

Les fabricants doivent d'abord réfléchir à la manière d'orienter le processus de moulage des métaux pour garantir la conformité. Il s'agit soit de suivre les paramètres et de les traiter pendant le processus de moulage sous pression, soit de trier les composants qui ne sont pas conformes à ces paramètres une fois la fabrication terminée. L'évaluation de la quantité d'énergie utilisée dans le processus doit entrer en ligne de compte, ce qui implique une évaluation minutieuse de tous les systèmes et processus concernés. Ces analyses peuvent être effectuées en interne ou par l'intermédiaire d'une tierce partie telle qu'un service public, un représentant du gouvernement ou un fournisseur engagé.

Moulage

La réduction des coûts doit commencer dès la conception des moules pour les pièces métalliques. Les concepteurs de moules doivent se concentrer sur différents aspects, notamment l'esthétique, la fonctionnalité et les questions opérationnelles, telles que la garantie de cycles de production rapides et la réduction des déchets dus aux défauts ou aux erreurs de fabrication. Les conditions avant ou après le moulage doivent également être étudiées afin de disposer de la bonne quantité de matériau pour fabriquer le moule correctement. Si les estimations sont erronées, il faudra produire un nouveau moule, ce qui augmente les coûts et risque d'entraîner un taux de rebut plus élevé.

Élimination des débordements et des coulures

Au cours de cette seconde phase, le refroidissement intervient, éliminant les carottes et positionnant les composants de manière à faciliter leur manipulation. Cette étape de refroidissement devrait prendre moins de temps que le moulage, le statut du fluide étant soit statique, soit dynamique, tandis que la température du fluide diffère en fonction du type utilisé pour la trempe. Les composants se refroidissent plus lentement avec des fluides statiques, tandis que les fluides dynamiques accélèrent le processus grâce à un transfert de chaleur plus rapide, ce qui le rend plus efficace. Les processus de trempe automatique doivent être conçus pour éviter la nécessité d'une finition secondaire et d'un ébarbage qui élimine les débordements et les coulures. Toutefois, ils doivent tenir compte de la nécessité éventuelle de traitements secondaires. Les systèmes automatisés qui positionnent les composants contribuent à réduire la durée de fabrication des pièces, et donc les coûts.

Manipulation

Les concepteurs de moules ne tiennent généralement pas compte de la manutention, bien qu'elle puisse constituer un problème au début des grandes séries de production. Pour garantir l'efficacité, les systèmes doivent tenir compte de questions telles que les dimensions des conteneurs, ainsi que la manipulation et le positionnement des composants à l'intérieur de ceux-ci. Avec les processus de fabrication en flux tendu, il est possible de ne garder en stock qu'une quantité suffisante de matériaux pour réduire les coûts d'exploitation résultant de délais plus longs et d'un gaspillage d'espace.  

Traitements de surface

À ce stade, les lignes et autres marques des pièces sont éliminées par polissage ou par d'autres traitements de surface destinés à optimiser le produit final. Le type de traitement de surface utilisé pour les composants moulés peut impliquer des processus tels que le dégazage, l'ébavurage et le sablage, qui peuvent être optimisés en fonction de ce qui offre la plus grande efficacité.

Emballage et expédition

Lors de l'emballage et de l'expédition de composants finis, leurs caractéristiques doivent être soigneusement prises en compte. Bien que l'emballage des composants soit en partie esthétique, la façon dont ce processus est réalisé peut et doit être optimisée pour protéger les pièces sans ralentir les processus de fabrication dans lesquels elles seront utilisées. Le coût de l'emballage des pièces doit être mis en balance avec la nécessité de protéger le produit, et les pièces ne doivent pas être emballées si solidement qu'elles augmentent le temps nécessaire pour les retirer de l'emballage et installer les pièces dans le produit fini.  

Évaluation et efficacité des processus

Les évaluations devraient inclure des employés ayant des spécialités différentes et des expériences et des savoir-faire variés. Cependant, ces équipes doivent comprendre comment mener une évaluation pour améliorer l'efficacité opérationnelle de la fabrication de manière appropriée. Parfois, les services publics locaux collaborent avec les entreprises qui conçoivent des installations industrielles, car certaines d'entre elles ont des programmes d'amélioration des systèmes qui comprennent l'éclairage ou les moteurs. Le ministère de l'énergie (DOE) soutient une série de programmes fédéraux aux États-Unis, tels que le programme Industrial Assessment Center (IAC) pour les petites et moyennes entreprises, dans le cadre duquel des étudiants universitaires qualifiés aident à fournir des évaluations gratuites.

Il existe d'autres moyens de réduire les coûts de la fonte des métaux :

• Stratégies environnementales : La coordination et la mise en œuvre d'un programme de gestion de l'environnement (PGE) doivent être envisagées de manière globale. Bien que certaines entreprises puissent considérer que les exigences du PGE réduisent l'efficacité opérationnelle et épuisent les ressources, il est nécessaire d'améliorer la conformité, la santé des employés et la gestion de la qualité tout en augmentant l'efficacité, en réduisant la responsabilité et en économisant sur les coûts. Il est toutefois important qu'un PSE ne compromette pas la stratégie de production globale d'une fonderie.
• Équipement : Dans tout processus de fabrication, il est essentiel de disposer de l'équipement le plus efficace, et il en va de même dans l'industrie du moulage des métaux. Un équipement bien conçu nécessite moins d'entretien, ce qui réduit les temps d'arrêt. Cela permet aux fabricants d'économiser du temps et de l'argent, même si les machines de haute qualité peuvent avoir des coûts d'investissement initiaux plus élevés. Toutefois, ces équipements dureront plus longtemps, ce qui se traduira par des avantages financiers plus importants.
• Augmentation du nombre d'heures de fonctionnement : Bien qu'elles soient souvent associées à des performances moindres et à des coûts généralement plus élevés dans d'autres secteurs industriels, les fonderies sont plus rentables lorsque les opérations ont lieu 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Les machines modernes de coulée des métaux sont capables de fonctionner sans interruption et sont conçues pour fonctionner en continu. En augmentant le temps de fonctionnement, les entreprises de fonderie réduisent leurs coûts.
• Négocier les coûts de l'énergie : Les marchés déréglementés de l'énergie peuvent entraîner des coûts d'exploitation inégaux, en particulier en cas de forte demande d'énergie. Les fonderies situées sur de tels marchés doivent rechercher un fournisseur d'énergie capable de les aider à réduire leurs coûts énergétiques en négociant des rachats, des fournitures d'énergie en vrac et d'autres solutions de réduction des coûts.

Une partie de la stratégie énergétique d'une fonderie devrait consister à examiner la consommation d'énergie au cours de l'année écoulée et à la comparer à la production. Des outils logiciels avancés peuvent faciliter cette analyse et aider à identifier les tendances, mais cette opération peut aussi être réalisée manuellement. Il est important de considérer séparément l'électricité et les carburants utilisés pour déterminer où l'on consomme le plus d'énergie. L'examen de ces données permettra aux équipes chargées de réduire les coûts d'identifier plus facilement les problèmes.

Améliorer l'efficacité des procédés de fonderie 

Quelle que soit la taille de la fonderie, les processus favorisant les économies de coûts sont des facteurs clés de la rentabilité. Pour savoir comment améliorer l'efficacité opérationnelle dans la fabrication ou le recyclage des métaux, il faut que la haute direction s'engage à faire en sorte que cela soit considéré comme un objectif central de l'entreprise. Cela nécessite parfois une prise de décision difficile et une obligation à laquelle les employés à tous les niveaux de l'entreprise devront adhérer.

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