Présenté sur le stand LSR de Sumitomo (SHI) Demag, ce joint axial automobile de forme libre complexe est conçu pour être moulé à l’aide d’une « injection directe » sans fermeture de matière. Évoquant les défis de fabrication que pose un composant haut de gamme comme celui-ci, Henrik Langwald, directeur du secteur Automobile et Électronique, explique : « La lèvre d’étanchéité doit être parfaitement prononcée pour offrir une fonctionnalité optimale. Nous établissons une nouvelle référence en matière de moulage répétable avec les tolérances les plus serrées dans 16 cavités, sans bavures et sans conversion », résume-t-il succinctement.
Fabriqué à l’aide d’un moule Nexus à deux plaques, un dispositif de retenue maintient le joint en place du côté de l’éjecteur. Le robot cartésien SAM-C « handle & place », récemment lancé et développé en interne par Sumitomo (SHI) Demag, retire ensuite la pièce et la stocke. Ce processus implique l’utilisation d’un système de fermeture à aiguille à canal froid et d’une injection directe. Le concept du moule intègre des inserts interchangeables, garantissant une flexibilité maximale au niveau des produits. Grâce à un usinage de haute précision, la stabilité est maintenue afin de répondre aux exigences optimales d’étanchéité, si cruciales pour la sécurité automobile.
Efficacité et stabilité d’usinage au rendez-vous
Le système de dosage ServoMix Z200 de Nexus constitue un élément important de cette solution de production innovante. « Le système est sans support et le cylindre peut être remplacé rapidement et en toute sécurité en moins de cinq minutes, même à un angle pouvant atteindre 104 degrés », explique M. Langwald. Cela facilite et accélère l’accès pour le nettoyage et la maintenance, tout en contribuant à éliminer les erreurs humaines.
De plus, ce système de dosage de nouvelle génération dispose également de nombreuses interfaces, notamment le système de contrôle de couleur TrueFlow Nano qui garantit un dosage précis des additifs colorants, ainsi qu’une fonction d’étalonnage. Les débits de matière sont mesurés en microlitres pour les composants principaux, tandis que ceux des additifs sont mesurés en nanolitres.
Compatible OPC-UA, ce débitmètre est doté d’un corps de pompe à changement rapide avec des cellules de mesure situées directement sur le corps de la pompe. « Aucun raccordement de tuyau supplémentaire n’est nécessaire », note l’expert, soulignant l’importance de cette caractéristique pour le secteur médical. Un autre avantage de cette conception réside dans le nettoyage plus rapide de la vis du moule d’injection. De plus, tous les nouveaux doseurs sont désormais équipés de la nouvelle interface OPC-UA, qui relie directement les données de mesure de dosage aux données de traitement de l’IntElect 130/520-450, garantissant ainsi un processus de production entièrement traçable et stable. « Le système de temps de cycle ou d’équilibrage dans le moule peut être reproduit par la presse à injection via VNC », ajoute M. Langwald.
Par rapport aux systèmes hydrauliques, les derniers modèles ServoMix affichent une faible consommation d’énergie. Ils fonctionnent de manière plus durable et génèrent nettement moins de déchets et de consommation de matière. En régulant le débit en fonction des besoins réels, les utilisateurs peuvent économiser jusqu’à 70 % d’énergie. La perte de matière due aux quantités résiduelles dans le cylindre est inférieure à 0,3 %. « Dans l’ensemble, ces systèmes sont plus respectueux de l’environnement », déclare M. Langwald, en référence à la mission d’entreprise « Act! Sustainably » et à la déclaration RSE de la société, qui sous-tendent les efforts de Sumitomo (SHI) Demag ainsi que ses futures innovations en matière de machines et d’équipements.
IntElect offre la combinaison la plus durable
L’équipement Nexus complète idéalement l’IntElect 130/520-450, extrêmement économique, spécialement configurée pour la transformation du caoutchouc à base de silicone liquide (LSR). Conçu pour offrir une dynamique optimale, le système d’entraînement de l’IntElect, développé en interne, associé à des variateurs de fréquence et à l’ensemble du système de commande des servomoteurs, en fait l’une des presses à injection les plus efficaces du marché.
« Par rapport aux systèmes tout-électriques conventionnels, l’IntElect consomme jusqu’à 20 % d’énergie en moins », précise M. Langwald. Une disponibilité accrue d’environ 2 %, associée à des mouvements dynamiques, précis et parallèles, permet d’augmenter le rendement de production jusqu’à 10 %. De plus, la précision et la répétabilité du processus permettent d’éviter les défauts et les pièces rejetées. « Cela permet d’augmenter considérablement le rendement tout en réduisant les coûts », ajoute M. Langwald.
Selon le directeur des secteurs automobile et électronique, le temps de cycle de l’application de joints axiaux présentée lors du salon se situera entre 30 et 35 secondes en utilisant la force de fermeture maximale pour les joints à parois épaisses. La conception rigide du plateau porte-moule de l’IntElect offre un soutien optimal des moules, garantissant une répartition plus équilibrée de la pression via la force de fermeture. Parmi les autres caractéristiques, citons le mouvement hautement dynamique de tous les axes et la précision maximale sur les axes d’injection et de fermeture pour favoriser la ventilation. La programmation adaptative des séquences s’adapte aux exigences flexibles de l’usinage. De plus, l’unité LSR de l’IntElect est équipée d’un contrôle de processus étendu, comprenant la surveillance de la pression d’alimentation et le temps de mise en place du vide.
Outre les capacités de commande, de surveillance et d’intégration de l’Industrie 4.0, l’interface OPC-UA de l’IntElect inclut également la nouvelle norme Euromap 40082-3 pour les systèmes de dosage LSR, entrée en vigueur le 1er juin 2021. « Bien entendu, les systèmes Nexus ServoMix sont également intégrés, ce qui permet à la presse à mouler et au système de mélange et de dosage de communiquer de manière transparente via une seule et même plateforme », explique M. Langwald. Il mentionne également la solution logicielle en ligne « myConnect », développée en interne par l’équipe de Sumitomo (SHI) Demag. Cette plateforme centrale offre aux clients un accès direct à une large gamme de services d’assistance entièrement connectés, ce qui leur permet de mieux gérer les inefficacités de production, de réduire les coûts et le coût total de possession, de résoudre les erreurs et de minimiser les temps d’arrêt.
Pour l’application du joint présenté, un caoutchouc silicone – l’Elastosil LR3003/50 de Wacker Chemie AG, à Munich – a été sélectionné. Avec une plage de température allant de -55 °C à +210 °C et une dureté Shore A de 50, il est idéal pour la fabrication de ce joint de forme libre. Expliquant les raisons de ce choix de matériau, M. Langwald précise : « Outre l’industrie automobile, les joints de forme libre sont également utilisés pour les composants électroniques dans les biens de consommation et les produits électroniques. Les caoutchoucs de silicone résistent à la chaleur, conservent leur souplesse à basse température et ne devraient pas vieillir lorsqu’ils sont exposés aux UV, à l’air, etc. Ils sont faciles à mettre en œuvre et présentent de bonnes propriétés mécaniques qui restent stables sur une large plage de températures. De plus, ils sont insipides et biologiquement inertes. »
Le nouveau robot SAM-C, idéal pour le moulage LSR de haute précision
Un autre point fort intégré à la présentation consacrée au LSR automobile est la première série de robots SAM-C (Sumitomo Demag. Automation. Machine – Cartesian) développée en interne par Sumitomo (SHI) Demag sous sa propre marque. Conçue spécifiquement pour les presses à injection dont la force de fermeture est comprise entre 50 et 500 tonnes, et pour des applications standard avec des temps de cycle de 10 secondes et plus, cette démonstration LSR met en évidence l’importance du recours à la robotique pour éliminer la contamination des composants et la dégradation des produits qui en résulte. Dans ce cas précis, il s’agit de la fonction d’étanchéité.
« Avec SAM-C, nous avons réussi à mettre au point la plus petite cellule de production automatisée de moulage par injection intégrant à la fois un robot et une technologie de manutention », note Jürgen Schulze, directeur de l’automatisation, en décrivant la solution « handle&place ».
Soulignant d’autres avantages de ce lancement passionnant en matière d’automatisation en interne, M. Schulze explique : « Nous offrons une disponibilité élevée du système avec un minimum d’interventions de réparation et de maintenance, grâce à la technologie de servomoteurs développée en interne par Sumitomo (SHI) Demag ainsi qu’à une technologie d’entraînement et de guidage nécessitant peu d’entretien. Grâce à la technologie de vide correspondante, les systèmes permettent également de réaliser d’importantes économies d’énergie. »
Les clients bénéficient d’une technologie de processus et de systèmes provenant d’un seul et même fournisseur, comprenant l’intégration matérielle et logicielle de la technologie robotique dans l’unité de moulage par injection, ainsi qu’une mécanique robotique optimisée pour la production et entièrement adaptée aux machines Sumitomo (SHI) Demag. « Parmi les principaux avantages, citons un rapport qualité-prix attractif incluant l’injection et l’automatisation complètes, ainsi que la conformité au marquage CE », précise M. Schulze.
Grâce au système de communication IO-Link, des capteurs et actionneurs intelligents peuvent être connectés au système d’automatisation. La série SAM répond ainsi pleinement aux futures exigences de l’Industrie 4.0 et du Smart Manufacturing.