Quand est-il avantageux de passer d’une application manuelle à une application automatique des matériaux ?
Les exigences spécifiques sont le facteur clé à prendre en compte lors du choix d’un système de dosage et de mélange
Les matériaux liquides et pâteux offrent un large éventail de possibilités pour le collage permanent de composants fabriqués à partir de différents matériaux, pour l’étanchéification ou pour la mise en œuvre d’exigences de construction. Ce sont les différents paramètres du processus qui déterminent où et quand il y a lieu d’utiliser un système de dosage et de mélange.
La planification intelligente d’un processus de production ne commence pas par la question de savoir si le matériau va être appliqué de manière manuelle ou automatique, ni même s’il va l’être à l’aide d’une « technologie de pointe ». Il est beaucoup plus important de comprendre parfaitement les propriétés du matériau dans différentes conditions et de définir les objectifs de manière très précise. C’est seulement à partir de ce moment-là qu’il est possible de décrire correctement les étapes de production. Cela évite de planifier de façon incorrecte le processus , ce qui entraînerait des erreurs et ce, que l'application soit manuelle ou automatique. Une fois toutes les variables pertinentes identifiées et tous les objectifs fixés, la décision concernant le fait de savoir si l'application doit ou peut être effectuée par une personne ou par une machine peut être prise.
Applicateurs manuels
Si un nouveau processus d'application est mis en œuvre, les premiers essais sont généralement réalisés à l'aide d'applicateurs manuels ou de cartouches. Cela permet de vérifier rapidement et facilement la faisabilité de base en se basant sur les premiers prototypes. Dans certains secteurs, une cartouche, contenant un matériau à un ou deux composants, restera toujours le premier choix. Si une opération de collage doit par exemple être réalisée dans le fuselage d’un avion, un système de dosage et de mélange automatique n’est généralement pas adapté d’un point de vue logistique, notamment lors de l’utilisation d’une technologie de collage sur 8 mètres. De même, dans le cas d'applications à grande échelle, notamment dans les secteurs de la construction et des transports, les solutions manuelles sont généralement préférables. C’est également le cas des applications « simples » pour lesquelles le résultat visuel ou les propriétés du matériau importent peu.
L’évolution d’un traitement manuel à un traitement automatique
Le passage d’un traitement manuel à un traitement automatique des matériaux constitue une étape importante de « l’évolution » d’un processus de production. Il est impossible de définir de manière générale les critères clés qui vont déterminer l'acquisition d’un système plutôt que d’un autre. Les principaux facteurs d'influence doivent être étudiés à l'avance, mais il y a généralement un ou deux facteurs qui sont déterminants et qui vont ensuite faire pencher la balance en faveur d’un traitement automatique plutôt que d’un traitement manuel, ou vice versa.
Dans le cas de gros volumes ou d’exigences de qualité strictes qui ne peuvent être satisfaites de façon manuelle, le fait d’investir dans un système de dosage et de mélange s'avère utile. Dans certains cas, un tel système peut réduire les coûts de fonctionnement dans la mesure où les gaspillages de matériau et les rebuts de production sont par exemple moins nombreux.
Une solution intermédiaire est également possible. Dans ce cas, la solution de dosage et de mélange est uniquement utilisée pour remplir les cartouches de matériau. Cette solution n’est toutefois avantageuse qu'au-delà d’un certain volume de matériau. Le prix du matériau est alors bien inférieur à celui de cartouches prêtes à l’emploi et des économies peuvent également être réalisées au niveau du processus logistique.
Interactions entre l'application et le produit
Les interactions existant entre l'application et le produit jouent un rôle essentiel lors du choix de la méthode de dosage à utiliser. Si le produit nécessite une haute précision, l'application va forcément devoir répondre à des exigences très strictes. Dans de nombreux cas, la seule option possible est le recours à une machine ou à un traitement automatisé (robotisé) dans la mesure du possible. Dans le cas d’une application manuelle, il est toujours impossible de savoir avec certitude si les composants produits vont répondre ou non aux objectifs précédemment définis. La moindre variation du taux de mélange peut entraîner une énorme différence au niveau de la qualité du produit fini. Par exemple, les cordons de colle ou de mastic peuvent être plus ou moins solides ou les composés d’enrobage peuvent devenir sensibles au froid ou à l'humidité. Par ailleurs, les cordons de colle ou de mastic ne peuvent pas toujours être appliqués avec une exactitude et une précision optimales. Lors d’une application manuelle, l'opérateur doit généralement appliquer une plus grande quantité de colle pour garantir la fiabilité du collage, ce qui peut nuire à l'aspect visuel du composant. Dans le cas d’exigences visuelles strictes, le collage manuel n’est donc généralement pas une option. Le niveau de compétence de l’opérateur est également un facteur important. Les résultats obtenus peuvent varier en fonction des compétences. Le manque d’expertise peut également être à l’origine d’erreurs commises de manière inconsciente. Dans le processus de traitement des matériaux, l’utilisateur peut rapidement devenir le principal maillon faible.
Prise en compte des propriétés du matériau et des étapes de manipulation et de production
Si des composants doivent être collés, par exemple, il convient d’identifier une colle adaptée aux éléments à assembler. L’homogénéité du matériau lors du processus de dosage et de collage ainsi que ses caractéristiques de durcissement sont des facteurs à prendre à compte. Les conditions ambiantes, telles que l’humidité ou la température dans l’environnement de production, jouent également un rôle important. Ces conditions peuvent avoir une influence sur la planification du processus de production ou sur la qualité du produit. La durée des opérations a également un impact important sur le processus de production. Le temps de durcissement des colles ou mastics et des composés d’enrobage doit ainsi être pris en compte dans la planification de toutes les étapes de production en amont et en aval, y compris de la durée totale de manipulation des composants. Il faut environ sept jours à une colle polyuréthane pour durcir complètement. Cela doit bien sûr être pris en compte dans les calculs. Lors du choix d’une méthode de traitement appropriée, il convient de déterminer si une colle à un ou deux composants doit être utilisée pour l’application.
Un prétraitement peut également être nécessaire afin de s’assurer que la surface du composant est propre et que l’adhérence entre la colle et le support est garantie. Dans certains cas, un posttraitement peut être nécessaire, par exemple lorsque les colles durcissent uniquement sous l’effet de la lumière UV. Par ailleurs, certaines colles ne peuvent absolument pas être traitées manuellement car elles doivent faire l'objet d’une préparation spécifique, notamment d’un dégazage, d’un contrôle de température et d’une recirculation en circuit fermé afin de s’assurer que les matières de charge plus denses ne peuvent pas se déposer, un phénomène qui se produit d'ailleurs plus rapidement lorsque la température ambiante est élevée.
Exigences applicables au processus de dosage
Le processus de dosage n’est qu’une étape parmi les nombreuses autres étapes de production qui vont aboutir à la création du produit fini, mais cette étape est souvent décisive. Le fait est que, dans le cas d’un traitement manuel, où un contrôle adéquat est impossible, le processus de mélange manque toujours de précision.
Dans tous les secteurs, les exigences en matière de qualité des produits augmente. De même, les exigences en matière de fiabilité élevée des processus, d’assurance qualité cohérente et de documentation exhaustive augmentent. Les facteurs suivants ne peuvent être mis en œuvre qu'avec un système de dosage et de mélange :
- Rapport de mélange constant lors de l’utilisation de plusieurs composants
- Quantité distribuée
- Volume de projection
- Plages de tolérances définies
- Contrôle de l’application et documentation
Lorsque le processus de dosage est soumis à des exigences strictes, le traitement automatique est généralement la seule option possible. Il garantit en permanence un haut niveau de fiabilité et de reproductibilité du processus de dosage. L’utilisateur peut configurer, enregistrer, contrôler et documenter tous les paramètres de manière très précise. Cet aspect est particulièrement important si les entreprises souhaitent être certifiées et si leur processus de collage doit être conforme aux exigences de qualité de la norme DIN 2304.
Prise en compte des facteurs économiques
Les facteurs économiques jouent bien entendu un rôle important. Selon la taille de l’entreprise, l’acquisition d’un système de dosage et de mélange peut représenter un investissement important. D’un autre côté, les coûts de fonctionnement sont beaucoup plus importants dans le cas d’un traitement manuel. La production de cartouches demandant plus d’efforts de la part du fabricant de matériau, les prix de celles-ci sont trois à dix fois supérieurs à ceux de conteneurs de 20 litres. Par ailleurs, le traitement à l'aide de cartouches génère beaucoup de gaspillages de matériau ainsi que des déchets superflus. Il est souvent impossible de vider correctement les cartouches, qui doivent alors être jetées sous forme de déchets dangereux. L’utilisation de conteneurs plus grands et la réduction des gaspillages permettent donc d’économiser du matériau et donc de l’argent. Les ressources sont utilisées de manière efficace et l’impact sur l’environnement est réduit. Souvent, l’application de matériaux à l'aide de cartouches prend également beaucoup plus de temps qu’avec un système de dosage et de mélange, car la cartouche doit d'abord être remplie ou remplacée. Un autre facteur important est la valeur du produit lui-même. Si les produits ou les composants ont une valeur très élevée après le collage, les pertes s’accumulent rapidement en cas de rebuts dus à des défauts de qualité. Plus la valeur supplémentaire créée lors du processus de collage ou d’enrobage est élevée, plus le processus de dosage exige une attention particulière. Le fait d’investir dans un système de dosage et de mélange peut donc également être avantageux dans le cas de volumes de production peu importants.
Conclusion
En définitive, le processus de production est déterminé par les propriétés du matériau et par les objectifs à atteindre en termes de produit fini. Les options techniques ou les coûts et les avantages doivent donc toujours être réévalués au cas par cas. Selon l'application, le taux d’erreur dans le cas d’un traitement manuel réalisé à l’aide de cartouches peut être supérieur à celui obtenu dans le cas d’un traitement automatique réalisé avec un système de dosage et de mélange. Ce dernier est plus coûteux à l’achat, mais il peut se révéler payant pour de nombreuses raisons. Si l’entreprise doit se conformer à un certain niveau d’exigences en termes de fiabilité des processus, d’assurance qualité et de documentation, un système de dosage et de mélange constitue vraiment la seule option possible. En revanche, lorsque les volumes de production sont peu importants ou que l’aspect visuel compte peu, l'application manuelle peut se révéler beaucoup plus efficace. Pour conclure, la décision d’utiliser un système de dosage et de mélange plutôt que d'avoir recours à une application manuelle, ou vice versa, peut dépendre aussi bien d’aspects considérés individuellement que de facteurs considérés collectivement. Dans l’article suivant, nous décrivons les étapes spécifiques du passage à un traitement automatique des matériaux et vous expliquons les facteurs à prendre en compte lors de l’achat d’un système de dosage et de mélange.
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