Solutions intelligentes pour une meilleure vue d'ensemble, sécurité et efficacité

Sur son stand, ENGEL fabrique des brosses interdentaires entièrement automatisées sur une machine d'injection électrique e-motion 170/110 T. (Image : ENGEL) / Sur le stand W3303, ENGEL produira des brosses interdentaires monocomposantes, entièrement automatisées sur une machine d'injection électrique e-motion 170/110 T. (Image : ENGEL)

La technologie de fabrication développée par ENGEL en coopération avec Hack Formenbau et Hekuma permet de mouler jusqu'à 500 poils en un seul processus. (Image : ENGEL)

La technologie de fabrication développée par ENGEL en coopération avec Hack Formenbau et Hekuma permet de mouler jusqu'à 500 poils en un seul processus. (Image : ENGEL)

Les systèmes d'assistance iQ intégrés dans la commande CC300 de la machine d'injection e-motion compensent en temps réel les fluctuations du processus. (Image : ENGEL)

Qualité maximale et rentabilité maximale – ce n’est pas un paradoxe, ENGEL le prouve lors du NPE2018 du 7 au 11 mai à Orlando, en Floride, avec une multitude d’applications passionnantes d’injection plastique. Afin d’assurer à ses clients dans les secteurs de l’automobile, de la télécircuits, du moulage technique, de l’emballage et du médical un avantage décisif, le constructeur de machines d’injection et fournisseur de solutions mise sur des technologies innovantes, des concepts de fabrication sur mesure et des commandes intelligentes.

De machines d’injection individuelles à des cellules de fabrication hautement intégrées, ENGEL fournit des solutions sur mesure à l’industrie de l’injection. Développer des solutions spécifiques aux clients nécessite plus que des compétences technologiques. Il s’agit de comprendre en détail les exigences individuelles des clients et de les mettre en œuvre efficacement. Pour cela, ENGEL rassemble son expertise sectorielle en cinq unités commerciales, et ce, pas seulement au siège en Autriche. Il y a trois ans, ENGEL Machinery Inc., basé à York, en Pennsylvanie, a nommé ses propres responsables d’unités commerciales pour l’Amérique du Nord, renforçant ainsi continuellement ses connaissances sectorielles locales et ses capacités techniques. « Les retours de nos clients sont très positifs. Les succès récents confirment que nous avons pris la bonne voie », explique Mark Sankovitch, directeur général d’ENGEL aux États-Unis, avant le NPE2018. « Nous pouvons réagir encore plus rapidement aux exigences et souhaits de nos clients dans différents secteurs et les aider à relever leurs défis spécifiques de manière encore plus ciblée. En tant que fournisseur de systèmes, nous accompagnons de plus en plus nos clients tout au long du cycle de vie des machines et des installations – c’est précisément cette tendance que nous prenons en compte avec cette nouvelle structure. »

De l’automobile au moulage technique, en passant par la télécircuits, le médical et l’emballage, chaque secteur a ses exigences très spécifiques, même si les tendances générales restent les mêmes. L’intégration des processus et l’automatisation gagnent en importance en Amérique du Nord. Parallèlement, la digitalisation et la connectivité deviennent des sujets centraux pour les transformateurs. Ces tendances ont en commun qu’elles conduisent à une meilleure qualité, efficacité et rentabilité, mais aussi à une complexité accrue des processus de fabrication. « En tant que fournisseur de systèmes, nous veillons à ce que même des processus complexes puissent être maîtrisés simplement et en toute sécurité », souligne Sankovitch. « Les expositions sur notre stand illustrent cela de manière concrète. »

Automobile : Composants intérieurs de haute qualité à coûts unitaires faibles

Pour la première fois en Amérique du Nord, ENGEL présente sur son stand une cellule de fabrication entièrement automatisée et intégrée pour le procédé DecoJect. La technologie combine l’injection et l’IMD (In-Mould Decoration), ouvrant ainsi de nouveaux horizons pour la production de composants intérieurs automobiles de haute qualité. Contrairement aux procédés IMD classiques, où la peinture est simplement transférée de la feuille au composant, la feuille est découpée et reste sur le composant. Cela permet d’intégrer non seulement la couleur et le motif, mais aussi la texture de surface et la sensation au toucher. En même temps, la résistance aux rayures des surfaces est nettement améliorée. « Decoject nous offre aussi pour de petites séries une solution extrêmement économique pour valoriser visuellement les pièces injectées et harmoniser les surfaces à l’intérieur du véhicule », souligne Larry Alvey, responsable de l’unité commerciale Automotive d’ENGEL en Amérique du Nord.
Pendant le NPE, ENGEL produira sur une machine d’injection duo 5160/1000 des habillages de portes pour véhicules, avec des structures de surface très variées : d’un grain de cuir sophistiqué avec couture à un look carbone moderne. Les films fins DecoJect ont été développés par Benecke-Kaliko, membre du groupe Continental, basé à Hanovre, en Allemagne.

Pour démarrer le processus, la feuille est tirée du rouleau dans le moule ouvert, chauffée par un radiateur infrarouge situé sur le bras du robot, puis préformée directement dans le moule par vide. Immédiatement après, la feuille est injectée avec du polypropylène et découpée, avant que le robot ne retire la pièce et ne la transfère à la station laser intégrée pour la finition. Toutes les 60 secondes, une pièce prête à l’emploi quitte la cellule de fabrication. Un changement de design ne nécessite que quelques minutes pour échanger les rouleaux de films, ce qui n’impacte pas le coût unitaire. Pour économiser davantage de matière première, la technologie de mousse MuCell de Trexel (Wilmington, MA, USA) est utilisée. Parmi les autres partenaires impliqués dans le projet figurent Georg Kaufmann Formenbau (Suisse), Galvanoform Gesellschaft für Galvanoplastik (Allemagne), HRSflow (Italie), ICO SYSTEM international coating (Allemagne) et Borealis (Autriche).

Grâce à sa forte expertise en automatisation, ENGEL contribue de manière significative à la rentabilité et à la flexibilité du procédé. Le chauffage des feuilles et la sortie des pièces du moule sont assurés par un robot linéaire ENGEL viper. De plus, un robot articulé easix d’ENGEL, associé à la station laser pour la finition, est intégré dans une easiCell placée directement à côté de l’unité de fermeture de la machine d’injection. Grâce à sa conception standardisée et modulaire, la cellule d’automatisation développée par ENGEL permet une intégration très compacte des robots ainsi que des unités de processus en amont et en aval de l’injection. Elle réduit également considérablement la complexité de l’application. Le processus global peut être contrôlé via la commande CC300 de la machine d’injection. La logique de commande unifiée pour toutes les composantes de la cellule facilite grandement la maîtrise du processus, même sans formation spécifique, par l’opérateur.

Médical : Brossettes interdentaires en procédé one-shot

La solution présentée à Orlando dans le domaine des soins de santé se distingue par son très haut degré d’intégration. Sur une machine d’injection entièrement électrique e-motion 170/110 T, fabriquée par pheneo (Allemagne), sont produites des brossettes interdentaires du type « scrub ! ». Jusqu’à 500 poils peuvent être formés directement dans une pièce injectée en une seule étape, avec la racine et la surface de préhension. L’outil de haute précision, à huit cavités, pour la zone des poils, a été développé par Hack Formenbau (Allemagne), et l’automatisation est assurée par Hekuma, également en Allemagne. La cellule de fabrication entièrement automatisée, conçue selon le concept modulaire HEKUflex de Hekuma, est présentée en démonstration. Juste après l’injection, les pièces sont contrôlées par caméra et emballées par lot de 16 dans des sachets de vente. Toutes les 4 secondes, un sachet quitte la cellule de fabrication.

« Avec ce procédé de fabrication hautement intégré et en une seule étape, nous augmentons considérablement l’efficacité par rapport aux produits et procédés déjà établis sur le marché », souligne Jon Kelm, responsable des unités médical et emballage d’ENGEL en Amérique du Nord. « En général, les brossettes interdentaires sont composées de trois éléments – la surface de préhension, un treillis métallique et les filaments – qui sont généralement produits dans des processus séparés. Notre solution élimine plusieurs étapes de travail et réduit également la logistique. »

Pour remplir complètement huit cavités aux structures extrêmement fines avec un poids total de seulement 1,93 gramme, la précision et la constance de la machine d’injection doivent être très élevées. ENGEL propose deux réponses : d’une part, la machine d’injection électrique haute performance e-motion, et d’autre part, inject 4.0. Sous le nom inject 4.0, ENGEL regroupe des logiciels pour la digitalisation et la connectivité des processus de fabrication, comme la famille d’assistants intelligents iQ, capables de détecter et d’ajuster automatiquement les variations des conditions ambiantes et des matières premières, avant même la production de pièces défectueuses. Les visiteurs du NPE peuvent suivre en direct sur la commande CC300 de la machine e-motion comment iQ weight control analyse le profil de pression lors de l’injection, en ajustant en temps réel le point de commutation, le profil d’injection et la pression de maintien. Parallèlement, iQ clamp control détermine automatiquement la force de fermeture optimale pour le processus, en se basant sur la respiration de l’outil. Enfin, iQ flow control régule la température dans les circuits de distribution de l’outil et la puissance des pompes de chauffage pour garantir des conditions constantes et réduire la consommation d’énergie. « Grâce à ces assistants intelligents, la machine d’injection s’auto-optimise en permanence », explique Kelm. « Même avec peu d’expérience, l’opérateur peut obtenir des résultats optimaux. »

Teletronics : L’intégration rigoureuse des processus renforce la compétitivité

Dans l’industrie de la télécircuits, l’intégration des processus concerne souvent les composants composites plastique/métal. ENGEL prouve également sa capacité à proposer des solutions adaptées à ce défi lors du NPE, avec la fabrication de boîtiers de thermoswitch. Toutes les étapes, du découpage des contacts à la vérification et à l’étiquetage des composants électroniques prêts à l’emploi, sont entièrement automatisées. La matière première, des plaques en laiton, est directement alimentée en rouleau, puis découpée en ligne avec un filetage. Le filetage est façonné par servoélectricité, avant que les plaques – encore en bande – soient moulées par injection sur une machine ENGEL insert 60V/35 à un seul noyau, avec du polyamide renforcé de fibres de verre. La contrôle qualité est également effectuée en ligne. En plus de la vérification par caméra, une inspection haute tension est intégrée dans le moule pour garantir un contrôle de court-circuit à 100 % pendant la fabrication. Pour assurer une traçabilité complète, les pièces conformes sont marquées au laser avant que les canaux d’alimentation et les distributeurs inférieurs ne soient retirés, puis que les pièces finies soient séparées de la bande. Toutes les 20 secondes, huit pièces prêtes à l’emploi quittent la cellule de fabrication.

La solution de fabrication, réalisée par ENGEL en partenariat avec MMS Modular Molding Systems (Autriche), garantit les coûts unitaires les plus faibles tout en offrant une grande flexibilité. Grâce à la modularité des systèmes MMS, il est possible d’intégrer selon les besoins d’autres modules de traitement, comme la soudure par résistance ou au laser, le rivetage, l’assemblage ou le nettoyage des pièces. « Indépendamment du nombre de modules, le processus global peut être visualisé et contrôlé via la commande CC300 de la machine d’insertion », explique Stefan Aberl, responsable de l’automatisation chez ENGEL en Amérique du Nord. Cela réduit considérablement la complexité et simplifie la gestion de l’ensemble du processus. »

Les thermoswitches, comme ceux utilisés pour la surveillance des moteurs électriques dans l’automobile ou les appareils électroménagers, sont généralement fabriqués selon un procédé complexe et multi-étapes. En règle générale, le découpage et la surmoulage des composants métalliques se font à des sites différents. Cela nécessite non seulement une logistique importante, mais aussi une utilisation élevée de matériaux, car deux processus indépendants doivent être menés en parallèle. Lorsqu’il s’agit de métaux non ferreux, cela représente un coût supplémentaire important.

Emballage : Efficacité de production poussée à l’extrême

Performance maximale avec une qualité optimale et des cycles courts : telle est la mission quotidienne des fabricants de bouchons de boissons. Pour la fabrication de bouchons de 26 mm, y compris la bande d’authenticité en HDPE, ENGEL présente une solution de pointe lors du NPE. En conditions réelles de production, la cellule fonctionne pendant les cinq jours du salon avec un cycle d’environ 2 secondes, tout en offrant une efficacité énergétique exceptionnelle et une constance de processus optimale.

Le cœur de cette solution hautement intégrée est une machine d’injection électrique e-cap 2440/420 US équipée d’un moule 96+1 de z-moulds (Autriche). ENGEL intègre également un système d’air sec de Eisbär Trockentechnik (Autriche) ainsi qu’un système de contrôle optique d’Intravis (Allemagne) dans le concept global.

Pour combiner une consommation d’énergie minimale avec une constance et une précision exceptionnelles, ENGEL utilise des machines d’injection électriques haute performance de la gamme e-cap, spécialement conçues pour ce segment de marché. Avec leurs puissants entraînements servo-directs, ces machines assurent une plastification suffisante même avec des matériaux HDPE très résistants, avec un MFI nettement inférieur à 2 ou même 1 g/10 min, garantissant ainsi une production de pièces conformes. « Sur le plan géométrique, les bouchons ont atteint leur minimum en matière de légèreté », explique Jon Kelm, expert en emballage. « Ils imposent des exigences accrues en termes de précision et de répétabilité pour les machines d’injection qu’on n’avait pas auparavant. » Malgré leur puissance remarquable, la machine e-cap consomme très peu d’énergie et d’eau de refroidissement en mode rapide. La force d’éjection accrue et le système de fermeture renforcé permettent des cycles très courts.

Performance maximale pour les contenants à paroi fine

ENGEL packaging est présent avec deux cellules de fabrication intégrées lors du NPE2018. Campetella Robotic Center, d’Italie, produit sur son stand (Hall Sud, Stand S27009) des gobelets d’avion en technologie à paroi fine sur une machine électrique e motion 740/240 T US, équipée d’un moule de Fostag (Suisse). Les gobelets sont extraits du moule par une automation à grande vitesse et immédiatement emballés après injection.

Avec des cycles inférieurs à 3 secondes et des vitesses d’injection supérieures à 500 mm/sec, les machines électriques de la gamme e-motion sont de plus en plus utilisées pour la fabrication de contenants à paroi fine. Le système fermé pour les bras à bielle et la vis garantit une lubrification optimale et propre de toutes les pièces mobiles, répondant aux exigences élevées en matière de propreté dans l’industrie alimentaire.

Moulage technique : Lentilles LED complexes en silicone liquide

Dans la zone d’exposition Moulage Technique d’ENGEL au NPE2018, l’accent est mis sur la transformation exigeante du silicone liquide (LSR). Sur une machine d’injection e-victory 310/120 US équipée d’un robot linéaire viper 40, sont produites des lentilles pour phares LED dans un moule à deux cavités de ACH solution (Autriche). Les pièces illustrent une large gamme d’applications. Des systèmes d’éclairage pour automobiles aux éclairages de bâtiments et de rues, le LSR prend rapidement de l’importance pour la fabrication de systèmes d’éclairage LED de haute qualité. »

Ce matériau se distingue par ses propriétés particulières. Le LSR très transparent présente un indice de jaunissement inférieur à celui des matériaux de lentilles traditionnels, il est résistant aux UV et stable sur une large plage de températures, de -20 à +150 °C. De plus, même des géométries de lentilles complexes peuvent être reproduites efficacement et de manière reproductible par injection.

ENGEL possède une vaste expérience mondiale avec des projets LSR dans divers secteurs, ce qui en fait un partenaire privilégié pour l’introduction du nouveau matériau de lentilles sur le marché. C’est la première fois qu’ENGEL présente la fabrication de lentilles en LSR lors d’un salon.

« La condition pour produire économiquement des produits exigeants en silicone liquide est d’avoir des processus automatisés ainsi qu’une haute précision et stabilité du procédé d’injection », explique Steve Broadbent, responsable des projets en élastomères en application technique chez ENGEL en Amérique du Nord. « Grâce à leur unité de fermeture sans bras pivotant, la machine e-victory s’avère idéale pour cela. » L’accès libre à la zone d’outillage facilite le changement de moule et maintient la cellule de fabrication compacte. Comme la plaque de fixation du moule peut être pleinement utilisée jusqu’au bord, le moule volumineux pour lentilles, complexe, peut être installé sur une machine d’injection de 120 tonnes, relativement petite. De plus, le robot peut atteindre directement la cavité sans contour de zone morte, ce qui nécessite moins d’espace en hauteur.

Les machines d’injection sans bras pivotant d’ENGEL se distinguent par une parallélité exceptionnelle des plaques de fixation. Le Force Divider breveté garantit que la plaque de fixation mobile suit précisément le moule lors de la montée en force de fermeture, répartissant uniformément la force appliquée sur toute la surface. Cela empêche de manière fiable la formation de bavures lors du traitement de matériaux à faible viscosité comme le LSR. Les pièces ne nécessitent pas de retouche et sont prêtes à l’emploi immédiatement après l’injection.

ENGEL réalise cette solution high-tech en partenariat avec son partenaire ACH solution. Tant le moule que le système de dosage ont été conçus et fabriqués par ACH, intégrant la nouvelle régulation électrique de la buse ServoShot dans le moule.

En tant que fournisseur de solutions, ENGEL intègre également toutes les composantes de la cellule de fabrication pour le traitement du LSR dans une commande commune, permettant de régler et de contrôler l’ensemble du processus, y compris la dosage du LSR et la manipulation, via le panneau de commande de la machine d’injection.

Maîtriser les processus LSR en toute sécurité avec la technologie sans bras d’ENGEL

Le NPE2018 confirme une fois de plus la position de leader d’ENGEL et de ses machines sans bras dans le traitement du LSR. Quatre applications LSR avec des machines ENGEL, dont trois sans bras, sont présentées lors du salon. Chez Wacker Silicones (siège en Allemagne), dans le Hall Sud, Stand S24179, une machine hydraulique victory 200/120 produit des sous-verres en technologie à paroi fine dans un moule à 4 cavités. Une autre application sans bras fonctionne sur une victory 200/55 dans le stand de Burteck, fabricant d’outillages à Windsor, Connecticut, aux États-Unis, dans le Hall Sud, Stand S30045. Enfin, chez Shin-Etsu Silicones d’Akrone, Ohio, une machine entièrement électrique e-mac 170/55, équipée d’un moule de Roembke d’Ossian, Indiana, produit des lunettes optiques en LSR.