La automatización de la dosificación ayuda al fabricante de defensa a reducir el tiempo de pegado de epoxi en un 65%, eliminando el tiempo de limpieza

Historia de éxito: L3Harris adopta la dispensación automatizada de fluidos para gafas de visión nocturna

El epoxi de dos componentes es la resina preferida de los fabricantes modernos. Gracias a su gran resistencia, versatilidad y excelente adherencia a una gran variedad de superficies, las resinas epoxi han ganado una gran aceptación en diversas aplicaciones, como revestimientos, eléctricas, resinas de moldeo, composites, etc. A pesar de las muchas ventajas de esta resina, se sabe que trabajar con epoxi presenta algunos retos intrínsecos.

Fatiga del operario, limpieza costosa y reprocesado

Para el fabricante de material de defensa L3Harris Technologies de Londonderry, NH, las aplicaciones manuales de epoxi y curado a temperatura ambiente generaban residuos y variaciones en muchas de sus operaciones de producción de material de defensa. Esto se debe a que estos procesos llevaban mucho tiempo y fatigaban a los operarios. Los trabajadores se enfrentaban a retos que iban desde una vida útil del epoxi de 30 minutos hasta una diferencia extremadamente pequeña entre aplicar muy poco epoxi o demasiado epoxi al producto. Como resultado, la organización se enfrentaba a costosas tareas de limpieza y reprocesado con su proceso de producción manual.

L3Harris fabrica sofisticadas gafas de visión nocturna. El proceso de fabricación requiere la unión de varios componentes en el interior del producto. Para ello, la empresa utiliza un epoxi de dos componentes con un mecanismo de curado térmico para unir las piezas.

Los operarios tenían que llenar jeringuillas y dispensar manualmente el epoxi en los distintos componentes. Con un tiempo de trabajo de sólo 45 minutos, la viscosidad del epoxi aumentaba con el tiempo, lo que exigía cambios de presión en los dispensadores de fluidos. Además, las tolerancias para dispensar las perlas de epoxi eran muy exigentes.

Objetivos del proceso

L3Harris había estado ensamblando gafas de visión nocturna mediante procesos manuales desde que la empresa empezó a fabricar el producto. A medida que la organización exploraba tecnologías automatizadas de dispensación de fluidos, la empresa estableció objetivos de fabricación para un sistema automatizado de dispensación de fluidos. La empresa buscaba un proceso de aplicación más rápido y aumentar la eficacia de la producción. Además, querían aumentar la precisión de la dosificación de fluidos y mejorar la calidad de la aplicación. La dirección quería automatizar la dispensación de RTV y controlar la cantidad de RTV que se dispensaba para minimizar la expulsión. Por último, la organización deseaba un nuevo enfoque de dosificación de fluidos que eliminara la limpieza de fluidos, que llevaba mucho tiempo, y las costosas repeticiones de trabajo.

En busca de una solución más eficaz y rentable, Lou Veiga, jefe de fabricación de L3Harris, se puso en contacto con Nordson EFD para buscar soluciones a los retos de procesamiento de las gafas de visión nocturna.

Tras recopilar una gran cantidad de datos de L3Harris sobre sus procesos, especificaciones de fluidos y aplicaciones, el equipo de servicios de ingeniería de Nordson EFD entró en acción. En las instalaciones de pruebas de la empresa en East Providence, Rhode Island, el equipo verificó los fluidos adhesivos, los sustratos de los materiales y evaluó las soluciones de dosificación automática de fluidos. El tiempo y la energía invertidos en esta fase del proceso garantizaron que el cliente pudiera adoptar la tecnología sin problemas a medida que actualizaba su proceso de dosificación de fluidos.

Recomendaciones

Tras evaluar los datos, Nordson EFD recomendó un proceso de dosificación automatizado y, cuando los objetivos de fabricación lo justificaban, un sistema de visión integrado. Los ingenieros de Nordson EFD se centraron en tres tecnologías para cumplir los objetivos de producción de L3Harris. En primer lugar, para resolver los retos a los que se enfrentaba el proceso de dosificación de adhesivo epoxi de dos componentes, Nordson EFD recomendó utilizar dos bombas 797PCP-2K con un robot de la serie E3V. En segundo lugar, para el RTV de un componente, la empresa recomendó utilizar una bomba 797PCP en un robot de 3 ejes. Para abordar las tolerancias precisas de dosificación de fluidos, Nordson EFD recomendó emplear la solución de dosificación automatizada E4V con una cámara lápiz de visión simple.

Los robots de dosificación de 3 ejes de la serie EV, con sistemas de visión simple totalmente integrados y software DispenseMotion, ofrecían programación basada en visión y otras funciones estándar como importación DXF, presencia/ausencia de piezas e identificación de piezas erróneas.

El intuitivo software de dosificación integrado con la económica cámara de lápiz permitió a los usuarios programar complejos patrones y matrices de dosificación con una alta repetibilidad de hasta ± 8 µm (0,008 mm). La series EV cumplía los requisitos de la aplicación de L3Harris. El sistema de visión garantizaba que los componentes estuvieran en el lugar correcto y validaba que las piezas estuvieran alineadas. El sistema de visión no permitía dispensar fluidos si no veía la pieza correcta en la ubicación adecuada.

L3Harris Technologies inició la mejora de sus procesos de sistemas de dosificación automatizados con aplicaciones que estaban causando un alto índice de bajas de operarios debido a problemas con los procesos manuales. Se analizó todo lo que provocaba desechos y repeticiones. Con esto en mente, L3Harris seleccionó líneas de producción con mayores volúmenes porque proporcionarían un retorno de la inversión más rápido, justificando rápidamente la inversión en un nuevo sistema de producción.

Reducción del 65% del tiempo de proceso, elimina la limpieza y el reprocesado

Las ventajas de la dosificación automatizada se hicieron evidentes rápidamente. El nuevo equipo redujo el paso de dosificación de epoxi 2K en una media del 65%, y casi eliminó el tiempo de limpieza de este proceso. Mejoró el tiempo de producción, y la aplicación repetible de epoxi de alta calidad benefició al proceso de fabricación. Específicamente para el proceso de epoxi, el sistema de dosificación automática se configuró para utilizar la cantidad exacta de fluido para cada paso específico y mezcló el epoxi de dos componentes en tiempo real. Esta capacidad redujo los residuos. El sistema Nordson EFD también utilizó un sistema de visión para autoalinear el sistema de dosificación automática para tareas predeterminadas. Este nivel de precisión sirvió para reducir la necesidad de limpieza y evitó defectos.

El Sr. Veiga seleccionó el sistema Nordson EFD principalmente por sus capacidades de software. Los ejecutivos de L3Harris quedaron impresionados con la universalidad del paquete de software, que permitía a su personal aprender y utilizar fácilmente los sistemas automatizados. El software facilitó a L3Harris la programación de nuevas aplicaciones, manteniendo la repetibilidad y mejorando el tiempo de rendimiento del proceso. La automatización benefició a los trabajadores porque sustituyó el proceso repetitivo que requería una buena motricidad fina. El director de Medio Ambiente, Seguridad y Salud de L3Harris, Dave Collins, señaló que el sistema Nordson EFD obtuvo una alta puntuación en la escala de ergonomía, ya que sustituyó a las tediosas tareas manuales. Además, el sistema de dosificación automática eliminó los largos periodos de trabajo sentado en el banco, ya que ya no es necesario utilizar herramientas de dosificación manuales mientras se sujetan piezas o se fijan accesorios para aplicar adhesivos.

L3Harris considera que el sistema de dosificación automatizada EFD de Nordson es una buena práctica de ingeniería. Afirman que el nuevo equipo permite una mejor experiencia de trabajo también para los montadores y operarios. Dentro de la organización, el sistema de dosificación de fluidos se ha destacado como un estudio de caso de éx sobre las mejoras de proceso posibles al utilizar un sistema de dosificación de fluidos automatizado.

Si tiene alguna pregunta sobre cómo mejorar su proceso de dispensación, no dude en enviarnos un correo electrónico a [email protected].

Claude Bergeron

Claude Bergeron es Gerente Global Senior línea de producto de Sistemas inyección en Nordson EFD. Utiliza su amplio conocimiento de aplicaciones y productos para liderar el desarrollo de algunas de las válvulas dosificadoras más innovadoras del mercado. Claude tiene más de 40 años de experiencia en la dispensación de fluidos. Se incorporó a Nordson EFD en 1981.