La propreté technique gagne en importance, plus particulièrement dans l'industrie automobile. De minuscules particules peuvent causer des dégâts importants. Comme par exemple lors de l'assemblage de circuits imprimés, lorsqu'un éclat relie involontairement deux conducteurs et cause un court-circuit. Les impuretés ont même une influence sur le fonctionnement des composants, elles obstruent les buses ou les filtres, bloquent les vannes ou provoquent un grippage des roulements. L'exigence de densités de puissance toujours plus élevées a aussi pour conséquence des composants et des unités plus complexes et qui présentent des tolérances toujours plus étroites. L'importance de la propreté technique a considérablement augmenté au cours des dernières années, ayant débuté avec des systèmes actifs et passifs liés à la sécurité de la conduite, comme l'ABS, en passant par les injecteurs diesel et directs jusqu'à l'avance de l'arbre à cames et les coquilles de coussinet sans plomb.
Avec l'objectif d'éviter la contamination par des particules de 50 – 1000 µm, la VDA a créé un guide complet par le biais de ses publications telles que le VDA 19 relatif au contrôle des composants quant à la propreté technique et le « VDA 19.2 La propreté technique dans l'assemblage » pour l'usinage ultérieur de pièces propres.
Prendre en compte l'ensemble du processus d'assemblage
« La propreté technique n'est pas un processus isolé. Le concept de propreté technique affecte tous les domaines, à commencer par la formation du personnel, la conception, la fabrication des composants, l'environnement de fabrication, la logistique, l'assemblage, les dispositifs d'assemblage et l'environnement d'assemblage », explique Jürgen Hierold, directeur des ventes de DEPRAG. Les dispositifs d'assemblage appropriés aux technologies d'assemblage en particulier sont de plus en plus mis en lumière. « C'est une exigence élevée posée à nous les fabricants d’unités d’assemblage, à laquelle il n'est possible de répondre que par des composants coordonnés et des techniques innovantes sans surcroît de travail et à un coût compétitif », explique Jürgen Hierold.
« Grâce à notre CleanFeed, nous avons créé un concept cohérent en matière de propreté technique qui comprend la connaissance importante de plusieurs décennies des processus et des solutions ainsi que des composants développés pour la propreté technique », explique Jürgen Hierold.
Le spécialiste des technologies de vissage de Bavière DEPRAG SCHULZ GmbH & CO. KG œuvre en effet contre ce problème depuis les années 1980. Avec succès. Le constructeur de machines fournissait à l’époque des unités de vissage pour l’assemblage de disques durs à de grands fabricants américains. « Les conditions d’assemblage du processus de vissage respectaient même des exigences de salle blanche », se souvient Hierold. « Nous avons convaincu nos clients grâce notamment à notre approche prenant en considération toute la planification, la production et l'ensemble des étapes de montage. » C'est bien sûr un avantage si, comme chez DEPRAG, tous les composants sont coordonnées les uns aux autres, étant donné qu'ils proviennent d'un seul fournisseur. Le concept de guichet unique (one-stop shop) permet en effet de réunir des composants de haute qualité et parfaitement adaptés les uns aux autres, ce dans le but d’éviter tout phénomène de friction et d’abrasion lors de l'alimentation des pièces d’assemblage et de l'aspiration systématique des impuretés lors des opérations de vissage proprement dites.
Cependant, quelle est la meilleure façon de procéder ? La première étape consiste à définir précisément les conditions de propreté à respecter pour le produit considéré. Seule une coordination parfaite entre la gestion de qualité, la conception, la fabrication et la logistique permet d’atteindre une propreté technique optimale et un niveau de sécurité satisfaisant. Dans ce contexte, un personnel qualifié est aussi important qu’un environnement de travail libre d’impuretés. L’essentiel est avant tout de garder le lieu de travail méticuleusement propre. Il est important de ne pas introduire de particules par l'homme, le matériel ou le transport.
Dès la conception des composants, il est possible d'éviter des géométries sur lesquelles des particules peuvent se déposer (comme par exemple : un trou traversant au lieu d'un trou borgne). En outre, il est utile de choisir des matériaux appropriés (tels que l'acier inoxydable poli ou les surfaces en aluminium anodisé). En plus des visseuses pour une utilisation dans les salles blanches, la technique d'alimentation a également une grande importance. Lors de la sélection des éléments d’assemblage, le nombre de particules peut être sensiblement influencé par le choix de la technologie. Les distributeurs vibrants transportent les vis par de petits mouvements d’accélération dans le bol. Le frottement des vis engendre des frictions susceptibles de libérer des particules.
Le distributeur sur rails, une réelle alternative au distributeur par bol vibrant
Les distributeurs à rails élévateurs offrent une réelle alternative au distributeur par bol vibrant, lorsqu'un approvisionnement à faible usure protégeant les composants est nécessaire. Les distributeurs à rails élévateurs de DEPRAG sont disponibles en deux versions avec un volume de cuve de 0,15 l ou 1,5 l. Les pièces contenues dans la cuve sont distribuées par un mouvement alternatif du rail élévateur et atteignent ainsi le séparateur des vis. Les pièces n'étant pas dans la bonne position sont refoulées vers la cuve au travers d'une chicane mécanique.
Un capteur placé sur le rail de stockage régule le mouvement du rail élévateur. Si l'opérateur diminue sa cadence, l'unité d'alimentation met alors moins de vis à disposition. Si plusieurs utilisateurs différents travaillent avec une même unité d'alimentation, le bon déroulement des opérations est souvent gêné par les cadences de travail différentes des employés.
Si l'outil de vissage est tenu par un opérateur, l'unité d'alimentation DEPRAG s'adapte individuellement à la vitesse de travail de chaque employé. À chaque changement d’équipe, les paramètres personnels (jusqu'à 10 enregistrements) sont immédiatement disponibles. Aucun employé ne se sent ralenti ou dépassé. Un système d'interface RFID optionnel permet d'activer facilement les paramètres spécifiques à chaque utilisateur, déterminés une première fois via l'écran, au moyen de leur puce.
Le niveau élevé de fabrication, l'utilisation de matériaux traités, résistants à l'usure et les procédés de revêtement spécifiques garantissent la qualité élevée constante, l'importante disponibilité et efficacité des distributeurs sur rails DEPRAG.
L’intégration du vide favorise la propreté technique
Lorsque les vis alimentent la visseuse directement au-dessus de la pièce d’assemblage, le risque de chutes d’impuretés ne peut être complètement exclu. « Il est donc préférable de chercher des alternatives, explique l'expert. Notre destructeur de particules est une solution éprouvée. » Une alimentation propre et sûre fonctionne de la manière suivante : la vis requise pour la prochaine opération de vissage est alors injectée par soufflage. Les impuretés éventuelles sont aspirées au moyen de vide. Les impuretés aspirées sont piégées par un filtre avec une fenêtre de vue transparente et un élément de filtre remplaçable. L'élément d'assemblage nettoyé est ensuite introduit dans le module de vissage (version Inline) ou mis à disposition pour prélèvement (version Pick&Place). « L’installation de sources de vide au niveau de toutes les étapes potentiellement salissantes permet d’accroître sensiblement les conditions de propreté et est particulièrement recommandé en présence de phénomènes de friction et d’abrasion », insiste le directeur des ventes de DEPRAG.
Au-delà de la technique d'alimentation - l'ensemble du processus est décisif
Le concept général CleanFeed présente également d’autres étapes d’assemblage. L'engagement de la lame de la visseuse dans la tête de la vis peut produire des particules de friction indésirables. Les visseuses DEPRAG de la série MINIMAT®-EC-Servo sont dotées d’une fonction de démarrage lent pour permettre à la lame de se positionner adéquatement avant le vissage. Des capteurs intégrés permettent de détecter la position exacte de la visseuse par rapport à la vis et aident la lame à s'engager correctement dans sa tête. Le couple de vissage ne s’accélère qu’une fois que l’engagement est confirmé. Résultat : La friction nuisible est limitée. Les particules restantes sont également aspirées par les sources de vide.
L'utilisation de gabarits de vissage au cours du processus de fabrication réduit le risque que des particules nuisibles atteignent les composants par gravité. Pourquoi ne pas profiter de la gravité des particules ? « En raison de leur dimensions réduites, tous nos modules de vissage peuvent être utilisés pour des vissages sous-jacents », explique Jürgen Hierold. Les dispositifs supplémentaires comme les épurateurs recueillent ensuite les particules retombantes pour une élimination aisée.
Grâce à l'utilisation de matériaux permettant les décharges électrostatiques, la contamination par charge électrostatique est également réduite. Jürgen Hierold : « Notre ensemble CleanFeed comprend toutes les mesures possibles pour minimiser les particules. »
Pour les opérations d’assemblage en salle blanche, il recommande d’avoir recours à un fabricant capable de fournir l’ensemble des composants élémentaires de l’unité de vissage issue de son propre bureau de conception et de sa propre fabrication. « Ceci est une condition indispensable pour assurer l’harmonie entre les différentes pièces et garantir le déroulement optimal des processus tels que l'alimentation, le positionnement, et, bien entendu, le vissage. C’est le processus d'ensemble qui peut ainsi être analysé, évalué et optimisé en termes de propreté technique. »
La miniaturisation des technologies ne cesse de progresser. Dans ce contexte, le respect de normes de propreté technique au sein des processus de fabrication devient critique et un gage incontournable de qualité. Ce qui dans l’industrie automobile et informatique est considéré comme un standard, s’applique aujourd’hui également aux fournisseurs de nombreuses autres branches industrielles. Tout fabricant respectant les normes de propreté les plus exigeantes a de bonnes perspectives de succès. Jürgen Hierold : « Grâce à notre concept CleanFeed DEPRAG nous sommes préparés pour l'avenir. C’est un domaine que nous maîtrisons. »
DEPRAG SCHULZ GMBH & CO. KG compte quelques 600 employés dans le monde. Cette entreprise de guichet unique est connue pour ses solutions innovantes et complètes dans le domaine des technologies de vissage et d'assemblage. De par son implication dans l'industrie automobile et l'électronique, DEPRAG est parfaitement rompu à toutes les questions de la propreté technique.
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