Propreté technique lors des processus de montage : CleanFeed - réduire les particules perturbatrices dans la salle blanche grâce au bon concept

Transporteur à rails

Raccords à vide

Justement dans la technologie automobile, la propreté technique gagne de plus en plus d'importance. Les plus petites particules peuvent causer des dommages dévastateurs. Par exemple lors de l'assemblage de cartes de circuits imprimés, lorsqu'une écaille relie involontairement des pistes et provoque un court-circuit. Les particules de saleté ont elles-mêmes une influence sur le fonctionnement des composants, elles obstruent des buses ou des filtres, bloquent des valves ou provoquent un blocage des roulements. La demande de densités de puissance toujours plus élevées conduit également à des composants et des ensembles de plus en plus complexes, qui doivent être tolérés plus étroitement. L'importance de la propreté technique a considérablement augmenté ces dernières années, en commençant par des systèmes actifs et passifs liés à la sécurité, tels que l'ABS, jusqu'aux injecteurs diesel et à injection directe, en passant par les variateurs de came et les culasses sans plomb.

Avec pour objectif de prévenir les contaminations dangereuses par des particules de 50 à 1000 µm, le VDA a publié ses guides VDA 19 pour le contrôle de la propreté technique des composants et le « VDA 19.2 Propreté Technique en Montage » pour le traitement ultérieur de pièces propres, créant ainsi un guide complet.

Prendre en compte l'ensemble du processus de montage

« La propreté technique n'est pas un processus isolé. La conception de la propreté technique concerne tous les domaines, depuis la formation du personnel, la conception, la fabrication des composants, l'environnement de fabrication, la logistique, le montage, les équipements de montage et l'environnement de montage », explique Jürgen Hierold, directeur commercial de DEPRAG. La sélection des équipements de montage appropriés dans la technique de fixation devient de plus en plus centrale. « Une exigence élevée envers nous, fabricants d'installations, qui ne peut être remplie que par des composants coordonnés et des techniques innovantes, sans effort supplémentaire important et à des coûts compétitifs », précise Jürgen Hierold. « Avec notre CleanFeed, nous avons créé un concept global pour la propreté technique, qui comprend des décennies de savoir-faire en processus, ainsi que des solutions et des composants développés pour la propreté technique », ajoute-t-il.

Déjà dans les années 1980, le spécialiste des vis DEPRAG s'est attaqué à cette problématique. Avec succès. Le constructeur de machines fournissait des lignes de vissage pour l'assemblage de lecteurs de disquettes pour des fabricants américains renommés. « Les conditions d'assemblage pour le processus de vissage répondaient même aux exigences de salles blanches », se souvient Hierold. « Nous convainquions nos clients surtout par notre approche, qui prenait en compte toutes les étapes de planification, de fabrication et de montage. » Il est évidemment avantageux, comme chez DEPRAG, lorsque toutes les pièces sont coordonnées, car elles proviennent d'une seule source. Le concept « one-stop-shop » convainc avec des segments de haute qualité, équilibrés, qui ont tous un objectif commun : éviter l'usure lors de l'apport des pièces de liaison et aspirer systématiquement les particules de saleté lors du processus de vissage.

Mais quelle est la meilleure façon d'agir ? La première étape consiste à définir précisément les exigences de propreté pour le produit concerné. Ce n'est que par la collaboration entre gestion de la qualité, conception, fabrication et logistique que la propreté technique maximale et donc la sécurité peuvent être atteintes. Un personnel formé est aussi important qu'un environnement de fabrication propre. Il est crucial de maintenir la salle blanche impeccablement propre. Il faut surtout éviter d'introduire des particules indésirables par l'homme, le matériau ou le transport.

Lors de la conception des composants, il est possible d'éviter des géométries où des particules peuvent s'accumuler (exemple : trou traversant au lieu de trou borgne). De plus, le choix de matériaux appropriés (par exemple, acier inoxydable poli ou surfaces en aluminium anodisé) est judicieux. Outre les outils de vissage pour les environnements propres, la technique d'alimentation joue également un rôle crucial. Lors de la séparation des éléments de fixation, le nombre de particules peut être réduit de manière significative en choisissant la bonne technique. Les convoyeurs vibratoires classiques transportent les vis par des mouvements de lancer dans le tambour de convoyage. Les vis se frottent entre elles – ce qui génère des particules d'usure.

Le convoyeur à rails est une alternative au convoyeur vibratoire

Les convoyeurs à rails sont une alternative aux convoyeurs vibratoires lorsqu'une alimentation très douce et peu abrasive est nécessaire. Les convoyeurs à rails DEPRAG sont disponibles en deux tailles, avec un volume de 0,15 l ou 1,5 l. La matière transportée dans le réservoir est poussée par un mouvement oscillant d’un segment de rail adapté. Sur ce rail, la matière est guidée par gravité à travers des guides mécaniques, puis arrive triée dans la zone de séparation des vis. Les pièces non destinées à la fixation, retournent dans le réservoir via ces guides mécaniques.

Un capteur dans le rail de stockage régule le nombre de mouvements de poussée nécessaires. Si moins de matière est traitée par l'opérateur, l'appareil d'alimentation fournit également moins. Lorsque plusieurs opérateurs utilisent un même appareil d'alimentation, l'efficacité du processus peut souvent pâtir de la différence de vitesse de travail entre eux.

Lorsque l'outil de vissage est guidé par un opérateur, l'appareil d'alimentation DEPRAG s'adapte individuellement à la vitesse de travail de chaque opérateur. Lors du changement de poste, les paramètres individuels (stockés jusqu'à 10 jeux de données) peuvent être rappelés. Aucun opérateur ne se sent ralenti, personne n'est surmené. Avec un système optionnel d'interface RFID, les paramètres spécifiques à chaque personne – saisis une fois via l'écran – peuvent être activés confortablement avec une puce opérateur.

La grande profondeur de fabrication, l'utilisation de matériaux durcis et résistants à l'usure, ainsi que des procédés de revêtement spécifiques garantissent une qualité constante, une haute disponibilité et une efficacité des convoyeurs à rails DEPRAG.

Les sources de vide intégrées augmentent la propreté technique

Lorsque la vis est directement alimentée au-dessus du composant, un risque de contamination par des particules tombantes ne peut être exclu. « Il est préférable de rechercher des alternatives », insiste l'expert. « Avec notre Particle Killer, nous proposons une solution éprouvée ». La méthode d'alimentation fonctionne ainsi de manière propre et sûre : la vis nécessaire pour le prochain vissage est insérée dans le processus à l'aide d’un souffle d’air. Les particules éventuellement libérées lors de cette étape sont aspirées par un vide. Les particules aspirées sont capturées par un filtre avec une fenêtre transparente et un élément filtrant remplaçable. Ensuite, l'élément de connexion nettoyé est acheminé vers le module de vissage (version en ligne) ou préparé pour le pick & place (version de prélèvement). « Les sources de vide à tous les endroits pertinents augmentent la propreté et sont recommandées à tous les points de résidus », constate Hierold, directeur commercial de DEPRAG.

Au-delà de la technique d'alimentation – c'est le processus global qui compte

Le concept global CleanFeed prend en compte d'autres étapes de montage. Lors de l'insertion de la tête de vissage dans le mécanisme, des particules d'usure indésirables peuvent se produire. Les vis de la série MINIMAT®-EC-Servo de DEPRAG réduisent leur vitesse lors de l'insertion de la vis. Des capteurs intégrés permettent de détecter précisément la position de la tête de vissage et soutiennent l'engagement correct de la tête dans la tête de vis. Ce n’est qu’après l’insertion que le signal de rotation est envoyé pour augmenter la vitesse de vissage. Résultat : l’usure nuisible est réduite. Les particules restantes sont également aspirées via des sources de vide.

Les gabarits de couverture et de vissage sur les composants réduisent le risque que des particules dangereuses tombent sur les pièces par gravité. Pourquoi ne pas utiliser la gravité pour cela ? « Tous nos modules de vissage peuvent également être utilisés pour des vissages sous le plancher, grâce à leur faible longueur », explique Jürgen Hierold. Des dispositifs supplémentaires, comme des filtres à saletés, recueillent ensuite les particules tombées pour un retrait facile.

En utilisant des matériaux compatibles ESD, il est également possible de réduire la contamination par charge électrostatique. Jürgen Hierold : « Notre package complet CleanFeed comprend toutes les mesures possibles pour minimiser les particules. »

Pour la mise en place d’une production en salle blanche, il est conseillé de choisir un constructeur d’équipements qui propose toutes les composants clés de l’automate de vissage issus de sa propre conception et fabrication. « Cela garantit une compatibilité optimale entre les différentes pièces et processus comme l’alimentation, le positionnement, le vissage. Le processus global peut ainsi être analysé, évalué et optimisé en termes de propreté technique. »

La miniaturisation dans la technique progresse. La propreté technique dans le processus de fabrication devient un signe de qualité. Ce qui est standard dans l’automobile et la technologie informatique dans des domaines sensibles devient également une norme pour les fournisseurs et d’autres secteurs. Ceux qui respectent les exigences élevées en matière de propreté ont de bonnes chances sur le marché. Jürgen Hierold : « Nous sommes prêts pour l’avenir avec le concept DEPRAG CleanFeed. Nous maîtrisons cela. »

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. est présente dans le monde entier avec environ 600 employés. La société, un fournisseur tout-en-un de taille moyenne, est reconnue comme un spécialiste approfondi de la technologie de vissage et de la construction de machines. Avec son engagement dans l’industrie automobile et l’électronique, DEPRAG connaît bien le problème de la propreté technique.