Les plus de 20 % d'économies de matériau ne sont que l'un des nombreux avantages du cordon en pointillés en comparaison à une application de cordons courants. Apprenez comment amener la productivité, la sécurité et la qualité de vos processus d'assemblage hybride à l'étape supérieure, tout en réduisant votre coût total de possession.
A l'heure de la conception légère et multi-matériaux, l'assemblage hybride est l'une des grandes tendances dans les ateliers de carrosserie automobile. Avec l'assemblage hybride, les adhésifs à haute résistance pour le collage structurel sont combinés avec d'autres technologies comme le soudage par points, la fixation par fluovissage ou le rivetage auto-perçant. Ceci offre des avantages importants :
- Une résistance structurelle et une rigidité supérieures qui améliorent les propriétés de conduite et la sécurité en cas d'accident
- Une meilleure résistance à la corrosion du joint
- En raison de l'adhésif à haute résistance, le nombre de points de soudure peut être réduit
Squeeze-out of adhesive at weld spots
Défis de l'assemblage hybride
La combinaison de la distribution d'adhésif et d'autres techniques d'assemblage pose de nombreux défis. Au niveau des points de soudure ou de rivetage, le matériau adhésif peut déborder. Cela conduit à un gaspillage de matériau et à des retouches. Lorsqu'il est utilisé avec le soudage par points, l'adhésif est détruit par la chaleur émanant du processus de soudage, ce qui peut conduire à une émission de fumées toxiques. De plus, un courant de soudage plus élevé est nécessaire et le système a besoin de plus de temps pour souder. Les modèles d'erreur courants sont :
Blow-out: destroyed adhesive at weld spots
- Débordement : au niveau des points de soudure ou de rivetage, le matériau adhésif déborde. Ceci pourrait contaminer le bain KTL et entraîne des retouches et un gaspillage de matériau.
- Eclatement : si l'adhésif est détruit lors du processus de chauffage pendant le soudage par points, il peut éclater. Cela peut entraîner de la corrosion et des joints faibles.
Application de solution aux problèmes de cordon en pointillés
L'application de cordon en pointillés génère des interstices dans la zone du cercle de combustion au niveau des points de soudure.
Atlas Copco propose un modèle d'application spécialement conçu pour l'assemblage hybride pour relever ces défis. Ce que l'on appelle « cordon en pointillés » est une application interrompue avec des interstices de matière définis au niveau des zones de soudure qui offre de nombreux avantages :
- Une économie de matériau et de coût
- Une application précise qui évite les retouches causées par le débordement du matériau au niveau des points de soudure
- Pas de fumées toxiques lorsqu'il est utilisé avec le soudage par points ; les systèmes d'extraction d'air ne sont plus nécessaires
- Moins d'adhésif signifie moins de poids, donc moins d'émissions de CO2
Jusqu'à 22 % d'économies de matériau possible avec une solution de cordon en pointillés
Le potentiel d'économies de matériau est énorme. Par exemple, en utilisant le calcul pour une application type de panneau latéral qui a 54 points de soudure à l'entrée de la porte avant et 44 points de soudure à l'entrée de la porte arrière pour un total de 98 points de soudure. Lorsque vous appliquez un cordon continu courant de 3 mm de diamètre, le volume de matériau appliqué est de 38 cm3 au total. Lorsque vous appliquez un cordon en pointillés en laissant un interstice de 12 mm, vous économisez jusqu'à 0,0848 cm3 de matériau par point de soudure. Avec 98 points de soudure, vous économisez 8,3 cm3 par panneau latéral, soit une économie de matériau de 22 %.
Material savings with stitch bead
Economies potentielles - application de cordon en pointillés
| Exemple de calcul | |
|---|---|
| Diamètre du cordon | 3 mm |
| Interstice de l'adhésif | 12 mm |
| Economies de matériau par point : | 0,15 cm x 0,15 cm x 3,14 x 1,2 cm = 0,0848 cm3 |
| Economies de matériau par panneau latéral (98 points de soudure) : | 98 x 0,0848 cm3 = 8,3 cm3 |
| Economies de matériau par carrosserie : | 2 x 8,3 cm3 = 16,6 cm3 |
| Economies de matériau par jour (1 000 carrosseries) : | 16,6 cm3 x 1,355 g/cm3 = 22,5 kg |
| Economie des coûts par jour : | 22,5 kg x 14 €/kg = 315 € (panneaux latéraux uniquement) |
| Economie des coûts par an : | 315 € x 225 = env. 70,875 € (panneaux latéraux uniquement) |
Défis du processus d'application de cordon en pointillés : vitesse et flexibilité du robot
Les avantages du cordon en pointillés dans l'assemblage hybride sont exceptionnels par rapport aux applications de cordon courant en continu. Néanmoins, il existe des défis importants dans le processus d'application concernant la vitesse du robot et la flexibilité de l'application. Les lignes de production à haut volume exigent des vitesses de robot allant jusqu'à 500 mm/s et plus. Dans le même temps, les géométries des voitures deviennent plus complexes. Les dimensions de cordon et d'interstices doivent être définies librement et doivent être appliquées avec précision et fiabilité sur la pièce automobile. Mais les temps de commutation entre le robot, le système de contrôle et l'applicateur retardent la réaction de l'aiguille de la valve qui ouvre et ferme le gicleur. C'est là que les systèmes d'application courants atteignent leurs limites.
Relation of switching time and robot spead in stitch bead applications
Exemple : temps de commutation nécessaire à une vitesse du robot de 350 mm/s :
- 34,2 ms à 12 mm d'application ou d'interstice
- 28,5 ms à 10 mm d'application ou d'interstice
- 22,8 ms à 8 mm d'application ou d'interstice
Enseignement par commande du robot
Dans de nombreux systèmes de distribution industrielle, le cordon en pointillés doit être programmé par l'intermédiaire de la commande du robot en entrant manuellement la longueur du cordon et de l'interstice. Le temps de commutation doit être adapté à la vitesse du robot. Dans le cas contraire, la longueur du cordon et les interstices ne sont pas équivalents à la spécification en mm. Cela exige un gros effort de programmation, ce qui se traduit par des coûts plus élevés.
Concrétisation via le système de contrôle
Les systèmes modernes de distribution d'adhésifs industriels de la gamme de produits SCA d'Atlas Copco offrent un logiciel spécial pour les applications de cordon en pointillés. Les longueurs de cordon et d'interstice peuvent être saisies directement dans le système de contrôle de l'application. La commande du robot ne démarre l'application qu'avec le signal « applicateur ouvert ». Le contrôleur déclenche la valve de manière autonome en fonction des longueurs du cordon, de l'interstice et de la vitesse du robot. Le retour d'informations s'effectue via un capteur de position et est inclus dans le calcul. Le contrôleur du robot n'a qu'à contrôler la vitesse d'application, le signal de départ et la trajectoire du robot. Tous les autres signaux pour l'applicateur sont traités au sein de la commande d'application.
Avantages des logiciels de programmation :
- Détermination automatisée des temps de commutation
- Déclenchement exact de la valve d'application
- Excellente flexibilité : jusqu'à 128 séquences (cordon et interstice) sont possibles dans le cadre d'un seul programme
- Faible effort de programmation et faible risque de défaillance de l'opérateur
Exemple de cas : cordon en pointillés à grande vitesse
Un constructeur automobile asiatique a décidé de combiner le collage par adhésif à haute résistance et le soudage par points dans le châssis intérieur, le cadre du plancher, le tunnel central, le tableau de bord et le passage de roue d'une nouvelle plateforme de voiture. L'objectif était d'améliorer la rigidité, la résistance aux collisions et l'expérience de conduite globale. Une enquête interne a montré que le comportement de conduite de la voiture s'est considérablement amélioré en utilisant jusqu'à 50 mètres d'adhésif dans le dessous de caisse. Le cordon en pointillés s'est avéré être le modèle d'application le mieux adapté à ce défi d'assemblage. Il permet une distribution étendue entre les points de soudure au niveau de l'ensemble du dessous de caisse sans dépasser la valeur optimale de 70 mètres.
High-speed pneumatic stitch bead applicator for heated and unheated materials.
L'OEM exigeait une vitesse de robot d'au moins 500 mm/s, sans compromettre la qualité de l'application et la fiabilité du procédé. Pour ce client, Atlas Copco a mis au point un applicateur spécial afin de garantir un procédé fiable à grande vitesse, conformément aux spécifications du client. La solution est un applicateur pneumatique doté d'un cylindre à double action et de valves d'air à commutation extrêmement rapide. Pour accélérer la course de l'aiguille, Atlas Copco a redessiné et agrandi les ouvertures des valves. L'air peut ainsi s'échapper plus rapidement lors de l'ouverture et de la fermeture de la buse. Aujourd'hui, l'OEM asiatique utilise plus de 100 systèmes Atlas Copco dans sa chaîne de production de carrosserie et travaille déjà avec Atlas Copco en vue d'augmenter encore la vitesse du robot.
Résumé : pourquoi devriez-vous investir dans une solution de cordon en pointillés
Le cordon en pointillés est une véritable solution aux problèmes d'assemblage hybride, en particulier lorsqu'il est combiné avec le soudage par points. Avec des économies de matériau allant jusqu'à 20 %, d'importantes économies de coûts peuvent être obtenues, ainsi que de nombreux autres avantages qui stimulent la productivité, la sécurité et la qualité tout en réduisant votre coût total de possession. Mais la vitesse du robot peut être un défi dans le processus d'application. Compte tenu des exigences strictes de l'industrie, de nombreux systèmes de distribution courants atteignent leurs limites. Atlas Copco a développé un applicateur spécial à haut débit qui permet d'obtenir des vitesses de robot fiables de 500 mm/s et plus. En même temps, le logiciel dédié réduit les efforts de programmation.
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