Au cœur d’un workflow de fabrication nouvelle génération : comment River City Metal Fabrication utilise l’Artec Leo pour des mesures précises sur le terrain

Dans l’industrie lourde, la précision est primordiale, et y parvenir peut s’apparenter à un véritable parcours du combattant. Dans des installations telles que les aciéries et les raffineries, les réseaux de conduite, les goulottes, les trémies et les bacs d’alimentation évoluent et changent souvent au fil du temps, en raison de modifications sur site, de réparations et d’interventions ponctuelles. Résultat : une infrastructure qui ne correspond pratiquement jamais aux plans d’origine. Pour les fabricants chargés de remplacer ou de modifier ces composants, ce décalage peut entraîner des erreurs coûteuses et longues à corriger.

Prendre les rênes pour relever encore le niveau

C’est précisément le genre de défi auquel a dû faire face River City Metal Fabrication, une entreprise familiale de fabrication métallique basée à Baton Rouge, en Louisiane. Plus d’un siècle d’expérience cumulée au sein de son personnel lui a permis de se forger une réputation remarquable. L’entreprise étant réputée pour la qualité exceptionnelle de ses réalisations métalliques destinées à une clientèle commerciale et industrielle, il était essentiel de disposer de mesures précises prises sur site, correspondant aux conditions réelles.

Candace Forbes, vice-présidente de l’entreprise, a rapidement été confrontée à ce problème lorsqu’elle a commencé à assumer un rôle de leadership plus actif. Bon nombre des projets menés par Mme Forbes et son équipe consistaient à créer des réseaux de conduites de remplacement ou des composants métalliques structurels au sein d’installations industrielles complexes, notamment dans une aciérie voisine exploitée par Nucor.

« Les conduites et les goulottes avaient été découpées sur place à de nombreuses reprises, explique Mme Forbes. Ils étaient pour ainsi dire abîmés, et il était impossible d’obtenir des mesures exactes. »

Avant d’adopter le scan 3D, l’équipe s’appuyait entièrement sur des méthodes de mesure traditionnelles. Pour les projets simples, cette approche était viable, mais pour les systèmes complexes présentant de la corrosion, des modifications irrégulières et des éléments cachés, elle s’avérait insuffisante. Les méthodes de mesure classiques, telles que l’estimation visuelle, la prise de notes manuelles ou l’utilisation de mètres rubans, n’étaient pas suffisamment fiables, et les pièces fabriquées en atelier devaient souvent être retouchées lors de leur installation sur site.

Cette prise de conscience l’a amenée à s’intéresser au scan 3D.

L’appareil idéal relève le défi

Mme Forbes a étudié la technologie du scan 3D pendant près d’un an. Issue du secteur de la fabrication plutôt que de l’ingénierie numérique, c’est d’un point de vue pratique qu’elle a abordé le processus : elle avait besoin d’un scanner capable de fonctionner de manière fiable dans des environnements industriels difficiles. Contrairement aux laboratoires propres, les aciéries sont poussiéreuses, chaudes et surchargées d’équipements lourds, souvent installés dans des espaces exigus ou en hauteur.

Au cours de ses recherches, Mme Forbes a pu évaluer toute une gamme de scanners portables, notamment un système nécessitant des repères, un ordinateur portable et une configuration complète avant même de pouvoir commencer à scanner. Un commercial s’est même rendu sur le site de Nucor pour effectuer une démonstration, mais celle-ci a rapidement mis en évidence un problème majeur, confirmant ce que Mme Forbes souhaitait éviter à tout prix.

La mise en place de l’ensemble du matériel prenait environ 45 minutes, ce qui, dans une installation industrielle en pleine activité, n’était tout simplement pas envisageable. Ce dont l’équipe avait besoin, c’était d’un scanner rapide, portable et simple à utiliser sur le terrain. C’est là que l’Artec Leo, un scanner 3D entièrement sans fil doté d’un traitement embarqué et d’un écran tactile intégré, est entré en scène.

Avec l'aimable autorisation de Candace Forbes

La conception sans fil du scanner résolvait la plupart des problèmes identifiés par Mme Forbes : il ne nécessitait ni marqueurs ni cibles externes, et éliminait ainsi la nécessité de placer des autocollants de référence dans des zones difficiles d’accès. Il pouvait également stocker les données en interne. Il fonctionnait sur batterie, ce qui signifie qu’il pouvait être utilisé n’importe où dans l’usine sans équipement supplémentaire ni câbles gênants.

Mme Forbes a finalement acquis son Leo par l’intermédiaire de Digitize Designs, un Ambassadeur d’Artec 3D aux États-Unis. Grâce à la collaboration avec Bo Helmrich, l’équipe a pu prendre la bonne décision et mettre en œuvre cette nouvelle technologie, un choix qui s’est avéré véritablement transformateur.

« J’ai acheté mon scanner Artec 3D spécifiquement pour accompagner les projets de Nucor Steel, le plus grand producteur d’acier du pays, » a déclaré Mme Forbes. « Le scanner me permet de détecter les fuites, l’usure des matériaux, de capturer des géométries complexes, de vérifier les dimensions et de rationaliser les processus de fabrication, garantissant ainsi à Nucor un service précis, fiable et efficace. »

Sur le terrain

Chez River City Metal Fabrication, le scan est réalisé directement sur site. Mme Forbes se rend généralement à l’usine avec l’Artec Leo pour capturer les équipements à remplacer ou à modifier. La plupart des projets consistent à numériser des composants complexes tels que des conduites, des goulottes, des trémies, des bacs d’alimentation et des brides. Toutes ces structures peuvent s’avérer assez difficiles à mesurer avec précision à l’aide de méthodes traditionnelles.

Avec le Leo, Mme Forbes n’a qu’à allumer le scanner et à commencer à capturer la géométrie d’un objet, comme si elle filmait une vidéo. L’un de ses principaux avantages est la rapidité : grâce à un retour d’information en temps réel sur son écran tactile, le Leo affiche la qualité du scan et permet à l’utilisateur de conserver la bonne distance.

Pour les pièces symétriques, il est inutile de scanner l’objet dans son intégralité. Après avoir numérisé une moitié, elle partage les données avec l’expert CAO de l’équipe, qui peut ensuite les déplier et construire le modèle complet. Cette approche réduit le temps passé sur le terrain à scanner tout en fournissant les données ultra-précises nécessaires à la fabrication.

Avec l'aimable autorisation de Candace Forbes

Le Leo a été largement utilisé à l’aciérie Nucor, où Mme Forbes a tout scanné, des brides individuelles aux grandes sections de conduites industrielles. Dans le cadre d’un projet, elle a ainsi scanné un immense système de goulottes s’étendant sur près de 122 mètres (400 pieds) à travers plusieurs étages de l’installation. « Je l’ai scanné étage par étage sur six niveaux, a expliqué Mme Forbes. Ensuite, nous avons tout combiné. » Malgré la complexité de ces environnements industriels, les performances du scanner se sont révélées remarquablement régulières et fiables.

Du traitement à la fabrication

Une fois toutes les données nécessaires acquises, l’étape suivante du workflow commence. Mme Forbes effectue le traitement initial dans Artec Studio, nettoyage des scans, alignement, et génération d’un maillage. Pour les projets de grande envergure, tels que les systèmes de goulottes à plusieurs niveaux, plusieurs sections de scan sont fusionnées afin de créer un modèle 3D complet. Heureusement, Artec Studio gère sans difficulté même les jeux de données volumineux.

Une fois le traitement terminé dans Artec Studio, les fichiers sont exportés et partagés avec l’ingénieur CAO de River City. Si les jeux de données sont volumineux, l’équipe peut utiliser ShareFile pour les transférer du terrain vers les bureaux. En fonction du projet, le workflow peut ensuite se poursuivre dans Geomagic ou SolidWorks.

Alors que Geomagic est généralement utilisé pour les tâches de rétro-ingénierie, à savoir la conversion des données de scan en surfaces exploitables et en géométrie de référence. Les jumeaux numériques finalisés peuvent ensuite être importés dans SolidWorks, où sont créées des conceptions prêtes à la fabrication. Grâce à l’intégration fluide entre tous ces outils, une fois le modèle 3D achevé, l’équipe de fabrication de River City peut produire les composants, avec la certitude qu’ils s’ajusteront correctement lors de leur installation.

Résultat ? Une plus grande précision, des délais d’exécution plus courts

Pour River City Metal Fabrication, les scanners 3D ont révolutionné la mise en œuvre des projets. Au lieu de se fier à des mesures approximatives et de devoir se rendre à plusieurs reprises sur le site, l’équipe travaille désormais à partir de « jumeaux numériques » précis des équipements existants. Ce nouveau workflow garantit des délais d’exécution plus courts et une bien meilleure collaboration, réduisant ainsi au strict minimum les problèmes de précision liés à la fabrication, aux retouches et à l’installation.

Pour Mme Forbes, cependant, les avantages vont au-delà de l’efficacité. Elle trouve l’ensemble du workflow profondément satisfaisant : en travaillant dans l’atelier de fabrication, elle observe le déroulement de tout le cycle de vie d’un projet, du scan de l’équipement d’origine à la conception de la pièce de rechange, en passant par la fabrication des pièces, jusqu’à l’installation finale.

Les clients remarquent eux aussi la différence. Grâce à une telle fiabilité et à une telle précision, le travail de River City a laissé une impression durable auprès des clients des secteurs industriels les plus exigeants. « Les collaborateurs de Nucor ont été des partenaires incroyables, a déclaré Mme Forbes. Ils ont eu confiance en ma capacité à fournir un travail de qualité, et cette confiance m’a poussée à placer la barre toujours plus haut. Être une femme dans ce secteur peut être difficile, mais travailler avec des équipes qui reconnaissent les compétences, et non les préjugés, fait toute la différence. »

La femme à la tête d’un nouveau chapitre

Sous la direction de Mme Forbes, River City Metal Fabrication prouve que, même dans les environnements industriels les plus difficiles, des décisions judicieuses et un regard neuf permettent de faire progresser tout un secteur. Dans un domaine où les femmes dirigeantes sont encore rares, Mme Forbes fait figure exception : qu’il s’agisse de contribuer à la transition technologique au sein de l’entreprise familiale ou de montrer comment la détermination, associée à la technologie appropriée, redéfinit les limites du possible dans le domaine de la métallurgie moderne.