Production en quelques secondes de joints en mousse

Une installation FIPFG automatisée offre une flexibilité maximale dans la production en série

Les joints en mousse de polyuréthane (PU) protègent les composants de la saleté, de la poussière et de l’humidité. Ils sont utilisés aussi bien dans la construction automobile traditionnelle que dans le domaine de l’énergie mobile, notamment dans les véhicules et les trottinettes électriques ou dans les bornes de recharge. Les joints en mousse de PU sont appliqués selon le procédé FIPFG (Formed-in-place foam gasket, joints en mousse formés sur place) sur les composants des haut-parleurs, des feux, des grilles d’aération ou des bouchons de réservoir, par exemple. Pour la production en série de grandes quantités, une installation entièrement automatisée comme celle que DOPAG a développée pour les entreprises Gealan Formteile GmbH et Foster est particulièrement adaptée. Il s'agissait dans ce cas de répondre aux exigences strictes en matière d'assurance qualité. 

Dans l'industrie automobile, les pièces sont fabriquées en grandes quantités. La reproductibilité, la sécurité des processus et l’assurance qualité jouent un rôle important dans ce contexte. Pour l’application de joints en mousse de PU sur les modules haut-parleurs, DOPAG a développé pour les entreprises Gealan Formteile (développeur et fabricant de composants et de pièces en plastique industrialisés) et Foster (fabricant de systèmes audio) un système qui répond exactement à ces exigences. Celui-ci est conçu de façon flexible ; un joint en mousse de PU peut ainsi être appliqué à différents endroits sur plusieurs composants différents.

 La tête de mélange dynamique constitue l’élément central du système. Elle traite le polyuréthane multicomposant très réactif. Pour la réalisation des différentes étapes, trois robots assurant la manipulation des composants ont été intégrés au système. Les composants sont dans un premier temps déposés manuellement puis mis à disposition d’un robot via deux convoyeurs à courroie. Au milieu se trouve une buse utilisée pour le prétraitement par plasma. Le plasma « active » la surface afin que le joint en mousse adhère au composant. À gauche ou à droite de la buse, le robot saisit le composant sur le convoyeur à courroie, l'approche de la buse et suit le contour du futur joint en mousse. Il dépose ensuite le composant sur un porte-pièces. Les porte-pièces ont une fonction intermédiaire importante et servent à la ionisation. Les composants sont déchargés de leur électricité statique tandis que leurs surfaces sont neutralisées pour l'application ultérieure du matériau. Selon les besoins, les porte-pièces peuvent être remplacés en quelques minutes seulement. Les différents processus de dosage et d'application sont préalablement enregistrés et peuvent être sélectionnés facilement via l’écran tactile du système. L’utilisateur bénéficie ainsi d’une flexibilité maximale pendant la production en série. Il peut réagir rapidement aux différents besoins et produire des quantités variables des différents composants.

Mélange dynamique du matériau

Les deux autres robots saisissent ensuite en alternance les composants déposés sur les porte-pièces puis procèdent à leur manipulation sous la buse pour l'application de la mousse d’étanchéité. Le polyuréthane est dosé et mélangé dans la tête de mélange dynamique, qui est installée sur un axe de translation. Pour l’application du matériau, la tête de mélange peut se déplacer vers les deux emplacements, à gauche et à droite. Le robot de gauche ou de droite se charge ensuite de manipuler le composant en fonction du contour. Par rapport à un robot linéaire, ce procédé présente l'avantage non négligeable de permettre l'application d’une mousse d’étanchéité sur plusieurs côtés d’un composant en une seule et même étape. 

La tête de mélange dynamique est adaptée au traitement des matériaux très réactifs. Outre les mousses d’étanchéité, ceux-ci comprennent également les colles et les produits d’enrobage. Grâce au chevauchement commandé et programmé, le début et l’extrémité du cordon de mousse se rejoignent parfaitement, formant ainsi un point de raccord optimal. Un système de fermeture des canules (Nozzle Closing System, NCS) permet par ailleurs une terminaison propre du cordon d’étanchéité. Il empêche que des gouttes susceptibles de nuire à la propreté du cordon d’étanchéité ou d’encrasser le composant ou le système de convoyage ne se forment à la sortie des canules. 

Une fois le matériau appliqué, les robots déposent le composant sur un convoyeur à courroie spécialement conçu à cet effet. Le joint en mousse de PU y durcit à température ambiante. Le convoyeur à courroie a été spécialement conçu et synchronisé pour respecter le temps de durcissement total nécessaire du joint en mousse. Lorsque la fin du temps de durcissement et du convoyeur à courroie est atteinte, les composants peuvent être retirés et leur traitement peut alors se poursuivre.

Une sécurité des processus élevée dans la production en série

Afin de répondre à toutes les exigences en vigueur dans l'industrie automobile et de garantir une qualité élevée et constante, des systèmes complets de sécurisation des processus ont été installés. En tout début de processus, dès que le composant est déposé manuellement, des capteurs de caméra vérifient le type de composant par rapport au programme présélectionné. Les composants dont le type ne correspond pas à la présélection ou qui ne sont pas reconnus sont évacués. À chaque redémarrage du système, les pinces et les canules de la tête de mélange font l’objet d’un contrôle destiné à détecter tout éventuel dommage. En l'absence de dommage, le système démarre dans le mode de production standard et le matériau est dosé, mélangé puis appliqué. 

L'alimentation en matériau

L'alimentation en matériau s’effectue par le biais de deux réservoirs sous pression pour les composants A et B, auxquels des fonctions supplémentaires telles qu’un chargement en air contrôlé du composant A ou un filtrage fin du composant B sont intégrées. Le dosage s’effectue via des pompes à engrenages DOPAG haute précision. Une station de remplissage vient compléter ce système. Celle-ci permet un remplissage continu et automatique et évite ainsi les arrêts de production. Un régulateur de température est par ailleurs installé. Les réservoirs de matériau sous pression, les tuyaux et la chambre de mélange sont tempérés à l'aide d’un fluide caloporteur afin que le matériau ait en permanence la température de traitement appropriée. Le dernier élément est par ailleurs couvert afin d'assurer une production propre, sûre et de haute qualité des joints en mousse de PU dans la production en série. Vous trouverez ici de plus amples informations sur les entreprises :

GEALAN Formteile GmbH
Hofer Strasse 70 - 74
95145 Oberkotzau
Germany
Téléphone : +49 (0)92 869 460
www.gealan.com

Foster Electric
www.foster-electric.com 

FIPFG : production en série de joints en mousse de PU