Paris - Sainte-Foy-l'Argentière (69), le 17 octobre 2023

CMS Industrie, spécialiste de la fabrication en série de cartes électroniques, a récemment mis les avantages de l’impression 3D au service de son expertise, grâce aux technologies Formlabs, leader en impression 3D.

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Basé en région lyonnaise, CMS Industrie est précurseur en matière d'intégration d’impression 3D dans l’amélioration de ses procédés de fabrication d’ensembles et sous-ensembles électroniques.

CMS Industrie est l’un des quatre sites de production du Groupe PRENVEILLE Solutions Électroniques.

Spécialisé dans l’assemblage de cartes électroniques, notamment à destination de l’industrie ferroviaire, CMS Industrie a su élargir son savoir-faire, son expertise et ses marchés, en s’appuyant sur les forces d’un groupe dynamique et innovant.

À présent, le champ des applications que couvre l’expertise de CMS Industrie s’étend à toutes les mobilités (ferroviaires et hors ferroviaires), à l’électronique de puissance, au secteur de l’énergie, et aux équipements industriels avec plus de 200 produits assemblés sur son site de production.

Dans une optique de croissance continue, le Groupe PRENVEILLE investit pour entrer dans l’ère de l’industrie 4.0. Digitalisation, recherche et développement sont à l’ordre du jour et l’impression 3D constitue une brique de cette stratégie axée sur l’innovation et l’amélioration continue. Un poste d’ingénieur en amélioration continue a d’ailleurs été récemment créé pour porter ces projets au quotidien, et est désormais occupé par Jocelyn Briard, diplômé ingénieur de l’ECAM Lyon et double diplômé en Management et Administration des entreprises de l’IAE de Lyon.

De l’impression 3D pour anticiper les pics d’activité : la soudure à la vague

La première mission de l’ingénieur en charge de l’amélioration de la performance a été d’optimiser les processus industriels existants, absolument nécessaires à l’activité, notamment la soudure à la vague.

Ce procédé de soudure par capillarité, grâce à un bain d’alliage d’étain en fusion sur lequel sont passés les composants, est une étape essentielle de l’assemblage de cartes électroniques.

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Initialement, les équipes de production réalisaient des opérations manuelles afin de fixer les composants traversants sur la carte électronique. Cette méthode, bien qu’efficace, pouvait s’avérer fastidieuse pour les opérateurs. Désormais, ce sont des outils sur-mesure, imprimés en 3D, qui permettent de garantir le maintien des éléments, offrant ainsi un gain de temps et de confort importants. High Temp Resin de Formlabs répond parfaitement à la contrainte thermique de la soudure à la vague. L’étain, chauffé à 250-300°C pour 150°C ressentis en surface pour les composants, représentait un enjeu de taille. Ce matériau apporte donc à CMS Industrie une réponse à son cahier des charges technique et économique. Souplesse, flexibilité et adaptation sont de ce fait apportés à CMS Industrie par la Form 3, permettant de répondre aux attentes de ses clients, tout en anticipant les pics d’activité. 

L’assemblage électronique à l’épreuve de l’impression 3D : un nouvel outillage antistatique

Le champ d’utilisation de l’impression 3D s’est rapidement élargi à d’autres usages que le maintien de composants traversants lors de la soudure à la vague.

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Souhaitant optimiser les processus de fabrication en renforçant le confort et la productivité des opérateurs, Jocelyn Briard, l’ingénieur en amélioration continue pour CMS Industrie a étudié et, en partie, repensé les procédés d’assemblage. En contact constant avec les responsables de production, plusieurs étapes ont ainsi pu être optimisées. La contrainte principale est la nécessité d’utiliser des outils totalement antistatiques afin de garantir l’intégrité des composants électroniques.

L’impression 3D permet de fabriquer des gabarits, répondant à cette contrainte, pour le montage mécanique. Munis de guides de perçage et de vissage, les opérateurs ont vu de grandes améliorations et un gain de temps conséquent dans leurs opérations.

ESD Resin de Formlabs a été retenue, car elle revêt la particularité d’être entièrement antistatique mais aussi extrêmement résistante. Ainsi, lors de la cuisson avec la Form Cure, l’outil ne subit aucune déformation, ni cintrage. De plus, elle correspond aux tolérances géométriques des besoins initiaux, tout en améliorant la qualité de l’outillage.

Aujourd’hui, la production de ces outils en 3D réduit le cycle de fabrication et fiabilise le process. La disponibilité et la rapidité d’impression de la Form 3 est un avantage majeur, au vu de la pluralité de produits assemblés par CMS Industrie. Outre l’amélioration de la performance industrielle, cette méthodologie constitue un véritable atout commercial afin de répondre rapidement aux demandes de ses clients.

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Un site test pour l’impression 3D au sein d’un groupe familial innovant 

Cette intégration des technologies d’impression 3D se fait au service des collaborateurs et des clients, comme tous les autres investissements visant à améliorer la performance de CMS Industrie et du groupe Prenveille.

« Les opérateurs sont désormais acteurs dans la conduite de projets d’amélioration de leur poste de travail. Ils perçoivent clairement le gain et sont moteurs dans la mise en œuvre des changements, voire sont eux-mêmes à l’initiative de ces requêtes », confie Jocelyn Briard. « Le coût de l’impression 3D internalisé est peu élevé, tout en permettant de faire plusieurs tests. Cela désinhibe la force de proposition des opérateurs et permet aussi de valoriser leur savoir-faire et leurs connaissances. Les opérateurs ont un véritable rôle de relais de la performance de l’entreprise. »

Bien qu’initialement, High Temp Resin était majoritairement utilisée pour la soudure à la vague (600 heures depuis novembre 2021), ESD Resin représente aujourd’hui presque la moitié du temps d’impression (400 heures depuis septembre 2022) grâce au développement de ces nouvelles applications. D’autant que les changements de résines sont extrêmement simplifiés par la technologie de Formlabs et se font sans calibrage, en moins de deux minutes. Le process est détecté et bloqué automatiquement si le bac et la cartouche ne correspondent pas à l’opération désirée. Ce qui réduit considérablement, voire annule complètement le risque d’erreur. Au-delà de simplifier et d’optimiser le travail des opérateurs, la Form 3 est elle-même très simple à utiliser.

Au sein du groupe Prenveille, l’optimisation industrielle est une priorité. De nombreux procédés et savoir-faire sont ainsi mutualisés tels que le contrôle par rayon X ou encore la tropicalisation robotisée des cartes électroniques. Concernant l’implémentation de l’impression 3D, CMS Industrie a pour mission de développer l’usage des technologies 3D au service des autres entités du groupe.

Enfin, CMS Industrie est en train d’étudier d’autres applications, voire d’autres services à proposer à ses clients grâce à la Grey Pro Resin de Formlabs, son rendu de surface esthétique et sa précision à 50 microns.

Plus sur Formlabs : /formlabs.com/fr/