Le système de dosage automatisé permet aux fabricants de la défense de réduire de 65 % le temps de collage des époxies et de supprimer le temps de nettoyage

Success Story : L3Harris adopte le dosage automatisé de fluides pour des lunettes de vision nocturne

L'époxy à deux composants est la résine de choix du fabricant moderne. Grâce à leur résistance élevée, à leur polyvalence et à leur excellente adhérence à une variété de surfaces, les résines époxy sont très appréciées dans diverses applications - notamment les revêtements, les résines électriques, les résines de coulée, les composites, etc. Malgré les nombreux avantages de cette résine, le travail avec l'époxy est connu pour présenter quelques défis intrinsèques.

Fatigue de l'opérateur, nettoyage coûteux et retouches

Pour le fabricant de matériel de défense L3Harris Technologies à Londonderry, NH, les applications manuelles d'époxy et de durcissement à température ambiante généraient du gaspillage et de la variance dans nombreuses de leur applications de production de défense. En effet, ces processus prenaient du temps et fatiguaient les opérateurs. Les techniciens étaient confrontés à des défis allant d'une durée de vie de 30 minutes pour l'époxy à une différence extrêmement minime entre l'application d'une quantité insuffisante ou excessive d'époxy sur le produit. En conséquence, l'entreprise devait faire face à des coûts de nettoyage et de retouche élevés liés au processus de production manuel.

L3Harris fabrique des lunettes de vision nocturne sophistiquées. Le processus de fabrication exige que de multiples composants soient collés à l'intérieur du produit. Pour ce faire, l'entreprise utilise une résine époxy en deux parties avec un mécanisme de durcissement thermique pour coller les pièces ensemble.

Les techniciens devaient remplir des seringues, puis doser manuellement l'époxy sur les différents composants. Avec un temps de travail limité à 45 minutes, la viscosité de l'époxy augmentait avec le temps, ce qui nécessitait des changements de pression sur les doseurs de fluides. En plus, les tolérances pour la dispense des billes d'époxy étaient très strictes.

Objectifs du processus

Depuis le début de la fabrication du produit, L3Harris assemblait des lunettes de vision nocturne à l'aide de procédés manuels. En explorant les technologies de dosage automatisé des fluides, l'entreprise s'est fixé des objectifs de fabrication relatifs à un système de dosage automatisé des fluides. L'entreprise cherchait à accélérer le processus d'application et à accroître l'efficacité de la production. Elle souhaitait également accroître la précision de la dépose du fluide et améliorer la qualité de l'application. La direction souhaitait automatiser la dépose du RTV et en contrôler la quantité afin de minimiser les pertes. Enfin, l'organisation souhaitait une nouvelle approche de dosage des fluides qui éliminerait le nettoyage fastidieux et les retouches coûteuses. Les techniciens devaient remplir des seringues, puis doser manuellement l'époxy sur les différents composants. Avec un temps de travail limité à 45 minutes, la viscosité de l'époxy augmentait avec le temps, ce qui nécessitait des changements de pression sur les doseurs de fluides. En plus, les tolérances pour la dispense des billes d'époxy étaient très strictes.

En quête d'une solution plus efficace et plus rentable, Lou Veiga, responsable de la fabrication chez L3Harris, s'est adressé à Nordson EFD pour trouver des solutions aux problématiques de production des lunettes de vision nocturne.

Après avoir recueilli de nombreuses données de L3Harris sur leurs processus, les spécifications de leurs fluides et leurs applications, l'équipe des services d'ingénierie de Nordson EFD est passée à l'action. Dans les laboratoires d'essai de la société à East Providence, Rhode Island, l'équipe a vérifié les fluides adhésifs, les substrats des matériaux et a évalué les solutions de dépose automatisée des fluides. Le temps et l'énergie investis dans cette phase du processus ont permis au client d'adopter la technologie en douceur lors de la mise à niveau de son processus de dépose de fluides.

Recommandations

Après avoir évalué les données, Nordson EFD a recommandé un processus de dépose automatisé et, lorsque les objectifs de fabrication le justifiaient, un système de vision intégré. Les ingénieurs de Nordson EFD se sont concentrés sur trois technologies pour atteindre les objectifs de production de L3Harris. Tout d'abord, pour résoudre les problèmes liés au processus de dépose de l'adhésif époxy bi-composant, Nordson EFD a recommandé d'utiliser deux pompes 797PCP-2K  avec un robot de la série E3V. Ensuite, pour le RTV mono-composant, la société a recommandé d'utiliser une pompe 797PCP sur un robot 3 axes. Pour répondre aux tolérances précises de dépose de fluide, Nordson EFD a recommandé d'utiliser la solution de dépose automatisée E4V avec une simple caméra crayon.

Les robots de dosage 3 axes de la série EV, dotés de systèmes de vision simples entièrement intégrés et du logiciel DispenseMotion, ont fourni une programmation basée sur la vision et d'autres fonctions standard telles que l'importation DXF, la présence/absence de pièces et l'identification de pièces erronées.

Le logiciel de dépose intuitif intégré à la caméra crayon peu coûteuse a permis aux utilisateurs de programmer des modèles et des séries de dépose complexes avec une grande répétabilité jusqu'à ± 8 µm (0,008 mm). La série EV a répondu aux exigences de l'application de L3Harris. Le système de vision s’assure que les composants sont au bon endroit et valide l'alignement des pièces. Si le système de vision ne voit pas la bonne pièce au bon endroit, il n'autorise pas la dépose de fluides.

L3Harris Technologies a débuté l'amélioration du processus de son système de dosage automatisé en se penchant sur les applications qui provoquaient un taux élevé de retombées chez les opérateurs en raison de problèmes liés aux processus manuels. Tout ce qui provoquait des rebuts et des retouches a été examiné de près. Dans cette optique, L3Harris a sélectionné des lignes de production avec des volumes plus importants car elles offraient un retour sur investissement plus rapide, justifiant rapidement l'investissement dans un nouveau système de production.

Une réduction de 65 % de la durée du processus, la suppression des opérations de nettoyage et de retouche

Les avantages de l'approche automatisée de la dépose sont rapidement apparus. Le nouvel équipement a permis de réduire l'étape de dépose de l'époxy 2K de 65 % en moyenne et d'éliminer presque entièrement le temps de nettoyage de ce processus. Il a permis d'améliorer le temps de passage, l'application répétée d'époxy de haute qualité a profité au processus de fabrication. Pour le procédé époxy, le système de dépose automatique a été configuré pour utiliser la quantité exacte de fluide pour chaque étape spécifique et a mélangé l'époxy bi-composante en temps réel. Cette capacité a permis de réduire les déchets. Le système Nordson EFD a également utilisé un système de vision pour aligner automatiquement le système de dosage automatisé pour des tâches prédéterminées. Ce niveau de précision a permis de réduire le besoin de nettoyage et d'éviter les défauts.

M. Veiga a choisi le système Nordson EFD principalement en raison de ses capacités logicielles. Les cadres de L3Harris ont été impressionnés par l'universalité du progiciel, permettant à leur personnel d'apprendre et d'utiliser facilement les systèmes automatisés. Le logiciel a permis à L3Harris de programmer facilement de nouvelles applications, tout en maintenant la répétabilité et en améliorant le temps de passage dans le processus. L'automatisation a été bénéfique pour les techniciens car elle a remplacé le processus répétitif nécessitant une bonne motricité fine. Le responsable de l'environnement, de la sécurité et de la santé de L3Harris, Dave Collins, a noté que le système Nordson EFD a obtenu un score élevé sur l'échelle d'ergonomie, car il a remplacé des tâches manuelles fastidieuses. En outre, le système de dosage automatisé a éliminé les périodes prolongées de travail en position assise, car il n'est plus nécessaire d'utiliser des outils de dépose manuels tout en tenant les pièces ou les fixations pour appliquer les colles.

L3Harris considère le système de dosage automatisé Nordson EFD comme une meilleure pratique d'ingénierie. Ils disent que le nouvel équipement permet une meilleure expérience de travail pour les assembleurs et les opérateurs, également. Au sein de l'organisation, le système de dosage de fluides a été présenté comme une étude de cas réussie sur les améliorations de processus possibles grâce à l'utilisation d'un système de dosage de fluides automatisé.

Si vous avez des questions sur la façon d'améliorer votre processus de dosage, n'hésitez pas à nous envoyer un courriel à [email protected].

A propos de Claude Bergeron

Claude Bergeron est le Senior Global Product Line Manager des systèmes de jetting chez Nordson EFD. Il utilise sa connaissance approfondie des applications et des produits pour diriger le développement de certaines des valves de dosage les plus innovantes du marché. Claude a plus de 40 ans d'expérience dans le dosage des fluides. Il a rejoint Nordson EFD en 1981.