L'automazione del dosatore aiuta il produttore di articoli per la difesa a ridurre i tempi di incollaggio epossidico del 65%, eliminando i tempi di pulizia

Una storia di successo: L3Harris adotta l'erogazione automatica di fluidi per gli occhiali a visione notturna

L'epossidica bicomponente è la resina preferita dai produttori moderni. Grazie all'elevata resistenza, alla versatilità e all'eccellente adesione a una varietà di superfici, le resine epossidiche sono state ampiamente accettate in diverse applicazioni, tra cui rivestimenti, impianti elettrici, resine per colata, compositi, ecc. Nonostante i numerosi vantaggi di questa resina, è noto che lavorare con l'epossidico presenta alcune sfide intrinseche.

Affaticamento dell'operatore, costose operazioni di pulizia e rilavorazione

Per il produttore di articoli per la difesa L3Harris Technologies di Londonderry, NH, le applicazioni manuali di polimerizzazione epossidica e a temperatura ambiente creavano sprechi e variazioni in molte operazioni di produzione. Questo perché tali processi richiedevano molto tempo e affaticavano l'operatore. I lavoratori dovevano affrontare problemi che andavano da un pot life dell'epossidico di 30 minuti a una differenza estremamente ridotta tra l'applicazione di troppo poco epossidico o di troppo epossidico al prodotto. Di conseguenza, l'azienda doveva affrontare costose operazioni di pulizia e rilavorazione con il processo di produzione manuale.

L3Harris costruisce sofisticati occhiali per la visione notturna. Il processo di produzione richiede l'incollaggio di più componenti all'interno del prodotto. Per ottenere questo risultato, l'azienda utilizza una resina epossidica bicomponente con un meccanismo di polimerizzazione termica per incollare le parti.

Gli operatori dovevano riempire le siringhe e poi dosare manualmente l'epossidica sui vari componenti. Con un tempo di lavorazione di soli 45 minuti, la viscosità dell'epossidica aumentava con il passare del tempo, richiedendo di agire sulle impostazioni della pressione dei dosatori. Inoltre, le tolleranze per l'erogazione delle microsfere di epossidica erano molto elevate.

Obiettivi del processo

Fin dall'inizio della produzione, L3Harris ha assemblato i visori notturni con processi manuali. Quando si è deciso di esplorare le tecnologie per automatizzare la dosatura dei fluidi, l'azienda ha fissato gli obiettivi di produzione considerando l’utilizzo di un sistema automatizzato. L'azienda voleva ottenere un processo di applicazione più rapido, un incremento dell’efficienza produttiva, un miglioramento dell’accuratezza della dosatura e della qualità dell’applicazione. In particolare, l’automatizzazione dell’erogazione RTV aveva l’obiettivo di controllare la quantità erogata e ridurre al minimo lo squeeze-out. Non da ultimo, l'azienda desiderava un nuovo approccio alla dosatura dei fluidi, che eliminasse le lunghe operazioni di pulizia dal fluido in eccesso e le costose rilavorazioni.

Alla ricerca di una soluzione più efficiente ed economica, Lou Veiga, responsabile della produzione di L3Harris, si è rivolto a Nordson EFD per trovare una soluzione ai problemi di lavorazione degli occhiali per la visione notturna.

Dopo aver raccolto da L3Harris numerosi dati sui processi, le specifiche dei fluidi e le applicazioni, il team dei servizi di progettazione di Nordson EFD è entrato in azione. Negli stabilimenti di East Providence, nel Rhode Island, il team ha verificato i fluidi adesivi, i substrati dei materiali e ha valutato le soluzioni di erogazione automatica dei fluidi. Il tempo e l'energia investiti in questa fase del processo hanno garantito al cliente un percorso senza problemi durante l’adozione della nuova tecnologia e l'aggiornamento del processo di dosatura.

Suggerimenti

Dopo aver valutato i dati, Nordson EFD ha consigliato un processo di dosatura automatizzato e, laddove gli obiettivi di produzione lo giustificavano, un sistema di visione integrato. I tecnici di Nordson EFD si sono concentrati su tre tecnologie per raggiungere gli obiettivi di produzione di L3Harris. In primo luogo, per risolvere le difficoltà del processo di dosatura degli adesivi epossidici bicomponenti, Nordson EFD ha consigliato di utilizzare due pompe 797PCP-2K con un robot della serie E3V. In secondo luogo, per l'RTV monocomponente, l'azienda ha consigliato di utilizzare una pompa 797PCP su un robot a 3 assi. Per ottenere tolleranze precise nell'erogazione dei fluidi, Nordson EFD ha proposto di utilizzare la soluzione di dosatura automatizzata E4V con una semplice telecamera a matita di visione.

I robot di dosatura a 3 assi della serie EV, con sistemi di visione semplice completamente integrati e software DispenseMotion, hanno fornito una programmazione basata sulla visione e altre funzioni standard come l'importazione DXF, la presenza/assenza di pezzi e l'identificazione di pezzi errati.

Il software di dosatura intuitivo, integrato con l'economica telecamera a matita, ha permesso agli utenti di programmare modelli e matrici di dosatura complessi con un'elevata ripetibilità fino a ± 8 µm (0,008 mm). La EV Series ha soddisfatto i requisiti applicativi di L3Harris. Il sistema di visione assicurava che i componenti fossero al posto giusto e convalidava l'allineamento dei pezzi. Inoltre, non consentiva l'erogazione del materiale se non vedeva il pezzo nella posizione corretta.

L3Harris Technologies ha iniziato a migliorare i processi dei sistemi di dosatura automatizzati per quelle applicazioni che avevano un alto tasso di ricaduta sull'operatore a causa della problematicità del processo manuale. È stato esaminato tutto ciò che causava scarti e rilavorazioni. In quest'ottica, L3Harris ha selezionato le linee di produzione con volumi maggiori perché avrebbero fornito un più rapido ritorno sull'investimento.

Riduzione del 65% dei tempi di processo, eliminazione della pulizia e delle rilavorazioni

In breve tempo è emerso il vantaggio dell'approccio alla dosatura automatizzata. La nuova apparecchiatura ha ridotto la fase di erogazione della colla epossidica bicomponente in media del 65% e ha quasi eliminato il tempo di pulizia per questo processo. Il tempo di lavorazione è migliorato e l'applicazione ripetibile e di alta qualità del materiale epossidico ha favorito il processo di produzione. Il sistema di dosatura automatico è stato configurato per utilizzare l'esatta quantità di fluido per ogni fase specifica e ha miscelato l'epossidico bicomponente in tempo reale, consentendo di ridurre gli sprechi. Questa capacità ha ridotto gli sprechi. Inoltre, un dispositivo e software di visione consentiva di auto-allineare il sistema di dosatura automatico per attività predeterminate. Questo livello di precisione è servito a ridurre la necessità di pulizia e a prevenire i difetti.

Veiga ha scelto il sistema EFD di Nordson principalmente per le sue funzionalità software. I dirigenti di L3Harris sono rimasti colpiti dall'universalità del pacchetto software, che consente al personale di apprendere e utilizzare facilmente i sistemi automatizzati. Il software ha permesso a L3Harris di programmare facilmente nuove applicazioni, mantenendo la ripetibilità e migliorando i tempi di lavorazione del processo. L'automazione è stata vantaggiosa per i lavoratori, perché ha sostituito il processo ripetitivo cpiuttosto esigente dal punto di vista motorio. Il responsabile Ambiente, Sicurezza e Salute di L3Harris, Dave Collins, ha osservato che il sistema EFD di Nordson ha ottenuto un punteggio elevato nella scala dell'ergonomia, in quanto ha sostituito le tediose attività manuali. Inoltre, l’automazione ha consentito di eliminare i lunghi periodi di lavoro sedentario al banco, durante i quali si utilizzavano strumenti di erogazione manuale, tenendo i pezzi o fissandoli per poi applicare i materiali leganti.

L3Harris considera il sistema di dosaggio automatico EFD di Nordson una best practice ingegneristica. Afferma che la nuova apparecchiatura consente una migliore esperienza di lavoro anche per gli assemblatori e gli operatori. All'interno dell'organizzazione, il sistema di dosatura dei fluidi è stato evidenziato come un caso di studio di successo sui miglioramenti di processo possibili grazie all'utilizzo di un sistema di dosatura automatizzato.

Se avete domande su come migliorare il vostro processo di erogazione, non esitate a contattarci via e-mail all'indirizzo [email protected].

Informazioni su Claude Bergeron

Claude Bergeron è il Senior Global Product Line Manager dei Sistemi di Jetting di Nordson EFD. Utilizza la sua vasta conoscenza delle applicazioni e dei prodotti per guidare lo sviluppo di alcune delle valvole di erogazione più innovative del mercato. Claude ha più di 40 anni di esperienza nella distribuzione di fluidi. È entrato in Nordson EFD nel 1981.