Reduzierung der Aushärtungszeit von Epoxidharz um 65% und minimierter Reinigungsaufwand durch Dosierautomatisierung in der Rüstungsindustrie

Erfolgsgeschichte: L3Harris setzt auf automatisierte Flüssigkeitsdosierung für Nachtsichtbrillen

Zweikomponenten-Epoxidharz ist das Harz der Wahl für innovative Hersteller. Dank seiner hohen Festigkeit, Vielseitigkeit und ausgezeichneten Haftung auf einer Vielzahl von Oberflächen haben Epoxidharze eine breite Akzeptanz in verschiedenen Anwendungen gefunden - einschließlich Beschichtungen, Elektrik, Gießharze, Verbundwerkstoffe usw. Trotz der vielen Vorteile dieses Harzes ist die Arbeit mit Epoxidharz bekanntlich mit einigen Herausforderungen verbunden.

Ermüdung der Bediener, kostspielige Reinigungsarbeiten und Nacharbeit

Für den Rüstungshersteller L3Harris Technologies  in Londonderry, NH, führten manuelle Epoxidharz- und Aushärtungsanwendungen in Raumtemperatur zu Verschwendung und Abweichungen in vielen seiner Rüstungsproduktionsprozessen. Diese Prozesse waren zeitaufwändig und führten zu Ermüdungserscheinungen bei den Bedienern. Die Mitarbeiter standen vor verschiedenen Herausforderungen, von einer knappen Topfzeit des Epoxidharzes von 30 Minuten bis zu der Schwierigkeit, die richtige Menge auf das Produkt aufzutragen. Dies führte zu teuren Reinigungs- und Nachbearbeitungskosten im manuellen Produktionsprozess des Unternehmens.

L3Harris stellt anspruchsvolle Nachtsichtbrillen her. Das Herstellungsverfahren erfordert, dass mehrere Komponenten im Inneren des Produkts miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck verwendet das Unternehmen ein zweiteiliges Epoxidharz mit einem thermischen Aushärtungsmechanismus, um die Teile miteinander zu verbinden.

Die Bediener mussten Kartuschen befüllen und das Epoxidharz dann manuell auf die verschiedenen Komponenten auftragen. Bei einer Verarbeitungszeit von nur 45 Minuten nahm die Viskosität des Epoxidharzes mit der Zeit zu, so dass der Druck auf die Flüssigkeitsdispenser verändert werden musste. Darüber hinaus waren die Toleranzen für die Dosierung der Epoxidkügelchen sehr hoch.

Prozessziele

L3Harris setzte die Nachtsichtbrillen seit Beginn der Produktherstellung von Hand zusammen. Als das Unternehmen neue Technologien zur automatischen Flüssigkeitsdosierung erforschte, setzte es sich Ziele für ein automatisches Flüssigkeitsdosiersystem. Das Unternehmen strebte einen schnelleren Auftragsprozess und eine höhere Produktionseffizienz an. Außerdem sollte die Genauigkeit der Flüssigkeitsdosierung erhöht und die Auftragsqualität verbessert werden. Das Management wollte den RTV-Auftrag automatisieren und die Menge des aufgetragenen RTVs kontrollieren, um das Herausdrücken zu minimieren. Schließlich wünschte sich das Unternehmen einen neuen Ansatz für die Flüssigkeitsdosierung, der zeitaufwändiges Reinigen der Flüssigkeit und kostspielige Nacharbeit überflüssig machen würde.

Auf der Suche nach einer effizienteren, kostengünstigeren Lösung wandte sich Lou Veiga, Fertigungsleiter bei L3Harris, an Nordson EFD, um eine Lösung für die Herausforderungen bei der Verarbeitung von Nachtsichtbrillen zu finden.

Nachdem L3Harris umfangreiche Daten über seine Prozesse, Flüssigkeitsspezifikationen und Anwendungen gesammelt hatte, trat das technische Serviceteam von Nordson EFD in Aktion. In den Testeinrichtungen des Unternehmens in East Providence, Rhode Island, überprüfte das Team Klebstoffflüssigkeiten, Materialsubstrate und bewertete automatische Flüssigkeitsdosierlösungen. Die Zeit und Energie, die in dieser Phase des Prozesses investiert wurde, stellte sicher, dass der Kunde einen reibungslosen Weg der Technologieübernahme hatte, als er seinen Flüssigkeitsdosierprozess aktualisierte.

Empfehlungen

Nach der Auswertung der Daten empfahl Nordson EFD ein automatisiertes Dosierverfahren und, sofern die Fertigungsziele dies rechtfertigten, ein integriertes Bildverarbeitungssystem. Die Ingenieure von Nordson EFD konzentrierten sich auf drei Technologien, um die Produktionsziele von L3Harris zu erreichen. Erstens empfahl EFD die Verwendung von zwei 797PCP-2K-Pumpen mit einem Roboter der Serie E3V, um die Herausforderungen des Dosierprozesses für den zweikomponentigen Epoxidklebstoff zu lösen. Zweitens empfahl das Unternehmen für das Einkomponenten-RTV die Verwendung einer 797PCP-Pumpe an einem 3-Achsen-Roboter. Um präzise Toleranzen bei der Flüssigkeitsdosierung einzuhalten, empfahl Nordson EFD den Einsatz der automatisierten Dosierlösung E4V mit einer einfachen Stiftkamera.

Die 3-Achsen-Dosierroboter der EV-Serie, mit vollständig integrierten einfachen Bildverarbeitungssystemen und der DispenseMotion-Software bieten eine bildverarbeitungsbasierte Programmierung und andere Standardfunktionen wie DXF-Import, Anwesenheit/Abwesenheit von Teilen und Identifizierung falscher Teile.

Die intuitive Dosiersoftware, die in die kostengünstige Stiftkamera integriert ist, ermöglicht es den Anwendern, komplexe Dosiermuster und Anordnungen mit einer hohen Wiederholgenauigkeit von bis zu ± 8 µm (0,008 mm) zu programmieren. Die EV-Serie erfüllte die Anwendungsanforderungen von L3Harris. Das Bildverarbeitungssystem stellte sicher, dass sich die Komponenten an der richtigen Stelle befanden und validierte, dass die Teile ausgerichtet waren. Das Bildverarbeitungssystem würde die Dosierung von Flüssigkeiten nicht zulassen, wenn es nicht das richtige Teil an der richtigen Stelle sehen würde.

L3Harris Technologies begann die Prozessverbesserung seines automatisierten Dosiersystems mit Anwendungen, die aufgrund von Problemen mit den manuellen Prozessen eine hohe Ausfallrate bei den Bedienern verursachten. Alles, was zu Ausschuss und Nacharbeit führte, wurde unter die Lupe genommen. Vor diesem Hintergrund wählte L3Harris Produktionslinien mit größeren Volumina aus, da diese eine schnellere Kapitalrendite bieten und die Investition in ein neues Produktionssystem schnell rechtfertigen würden.

65%ige Reduzierung der Prozesszeit, keine Bereinigung und Nacharbeit

Schnell wurde der Vorteil des automatisierten Dosierverfahrens deutlich. Die neue Anlage reduzierte den Schritt des 2K-Epoxidauftrags um durchschnittlich 65 % und machte die Reinigungszeit für diesen Prozess nahezu überflüssig. Die Durchlaufzeit wurde verbessert und der wiederholgenaue, qualitativ hochwertige Epoxidharzauftrag kam dem Fertigungsprozess zugute. Speziell für den Epoxidharzprozess wurde das automatische Dosiersystem so konfiguriert, dass es die exakte Flüssigkeitsmenge für jeden einzelnen Schritt verwendet und das zweikomponentige Epoxidharz in Echtzeit mischt. Diese Fähigkeit reduzierte den Abfall. Das Nordson EFD-System nutzte außerdem ein Bildverarbeitungssystem, um das automatische Dosiersystem für vorgegebene Aufgaben selbst auszurichten. Dieses Maß an Genauigkeit reduzierte den Reinigungsbedarf und verhinderte Defekte.

Herr Veiga entschied sich für das System von Nordson EFD vor allem wegen seiner Softwarefunktionen. Die Führungskräfte von L3Harris waren von der Universalität des Softwarepakets beeindruckt, die es ihren Mitarbeitern ermöglichte, die automatisierten Systeme leicht zu erlernen und zu nutzen. Die Software machte es L3Harris leicht, neue Anwendungen zu programmieren und gleichzeitig die Wiederholgenauigkeit und Durchlaufzeit des Prozesses zu verbessern. Die Automatisierung kam den Mitarbeitern zugute, da sie den repetitiven Prozess ersetzte, der gute feinmotorische Fähigkeiten erfordert. Dave Collins, Manager für Umwelt, Sicherheit und Gesundheit bei L3Harris, merkte an, dass das Nordson EFD-System auf der Ergonomieskala sehr gut abschneidet, da es mühsame manuelle Aufgaben ersetzt. Darüber hinaus machte das automatische Dosiersystem lange Zeiten sitzender Arbeit an der Werkbank überflüssig, da die Verwendung von Handdosierwerkzeugen zum Halten von Teilen oder zum Auftragen von Klebstoffen nicht mehr erforderlich ist.

L3Harris betrachtet das automatisierte Dosiersystem von Nordson EFD als optimale technische Lösung. Sie gaben an, dass die neue Ausrüstung auch für die Monteure und Bediener eine bessere Arbeitserfahrung ermöglicht. Innerhalb des Unternehmens wurde das Flüssigkeitsdosiersystem als erfolgreiche Fallstudie über die Prozessverbesserungen hervorgehoben, die durch den Einsatz eines automatischen Flüssigkeitsdosiersystems möglich sind.

Wenn Sie Fragen dazu haben, wie Sie Ihren Dosierprozess verbessern können, zögern Sie nicht, uns eine E-Mail an [email protected] zu schicken.

Über Claude Bergeron

Claude Bergeron ist Senior Global Product Line Manager für Jet-Dosiersyteme bei Nordson EFD. Er nutzt sein umfangreiches Applikations- und Produktwissen, um die Entwicklung einiger der innovativsten Dosierventile auf dem Markt zu leiten. Claude hat mehr als 40 Jahre Erfahrung in der Flüssigkeitsdosierung. Er kam 1981 zu Nordson EFD.