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Technologie de collage automatisée pour composants composites en fibres : productivité et qualité dans la construction légère industrielle
Découvrez comment les systèmes adhésifs automatisés révolutionnent la fabrication des composants en composites de fibres et pourquoi MICADO est l'un des principaux fournisseurs de solutions adhésives personnalisées.
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Système de collage assisté par robot en action
Dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile, la fabrication est confrontée à un défi majeur : comment assembler de manière économique, reproductible et avec une qualité optimale des composants composites renforcés de fibres d'une grande complexité ? Les méthodes d'assemblage traditionnelles, telles que le rivetage ou le soudage, atteignent leurs limites avec les matériaux légers modernes comme le CFRP et le GFRP. La solution réside dans les systèmes de collage automatisés. Contrairement aux procédés manuels, ces systèmes garantissent une qualité constante pour l'ensemble du lot de production. La technologie de distribution et d'application robotisée permet d'obtenir des cordons de colle reproductibles, avec une géométrie précise, une quantité définie et un positionnement exact – des critères particulièrement critiques pour la sécurité des composants dans l'industrie aérospatiale.
Que sont les systèmes de collage automatisés ?
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Un robot à 6 axes applique avec précision de l'adhésif sur un composant en CFRP dans une cellule de collage automatisée.
Le collage automatisé désigne l'application précise d'adhésifs sur des composants, assistée par un robot. Cette technologie est essentielle pour les composites renforcés de fibres, car ces matériaux sont sensibles aux techniques d'assemblage mécanique. MICADO propose des systèmes sur mesure pour les applications les plus exigeantes, offrant des avantages décisifs : application d'adhésif reproductible et de qualité constante, contrôle automatique de la quantité d'adhésif et de la géométrie du cordon, systèmes de contrôle en ligne intégrés et traçabilité complète. De plus, les temps de cycle sont réduits, le gaspillage de matériaux est minimisé grâce à un dosage précis et le taux d'utilisation des installations est optimisé. Les systèmes s'adaptent à diverses géométries de composants et peuvent être intégrés aux lignes de production existantes – de la semi-automatisation à l'automatisation complète.
Les avantages des systèmes adhésifs automatisés de MICADO
Systèmes adhésifs et prétraitement de surface
Le choix du système adhésif approprié est crucial. Les adhésifs époxy sont privilégiés pour le collage structural dans l'industrie aérospatiale, offrant une résistance au cisaillement et une tenue à la température jusqu'à 180 °C extrêmement élevées. Les adhésifs à base de méthacrylate de méthyle (MMA) allient haute résistance et temps de polymérisation extrêmement courts, ce qui les rend idéaux pour les cycles de production courts en série. Les adhésifs polyuréthanes offrent une flexibilité maximale pour les composants sandwich et assurent la relaxation des contraintes et l'amortissement des vibrations.
Les composites renforcés de fibres doivent être parfaitement exempts de poussière et de graisse. Les systèmes automatisés intègrent un prétraitement mécanique par meulage ou grenaillage, un prétraitement chimique par activation plasma ou application d'un primaire, et un contrôle qualité par mesure de l'énergie de surface. Ceci garantit des conditions reproductibles et une adhérence optimale.
Application assistée par robot et assurance qualité
MICADO s'appuie sur des robots 6 axes de pointe dotés de systèmes de dosage haute précision pour une application précise des adhésifs. Tous les composants sont conçus pour une application fiable et reproductible, garantissant une qualité constante. Des doseurs volumétriques électriques modernes assurent une précision de dosage de ± 1 % et une quantité de produit constante en cours d'utilisation. La compensation de pression compense les fluctuations de viscosité, tandis que les systèmes de contrôle de température maintiennent une viscosité d'adhésif constante, même en utilisation continue. Des têtes de mélange multicomposants garantissent l'homogénéité des adhésifs 2K lors de l'application. La planification de trajectoires 3D permet l'application précise de cordons aux géométries complexes sur des surfaces courbes, tandis que le dosage adaptatif à la vitesse assure une largeur de cordon constante. Les trajectoires sont programmées par apprentissage ou importation CAO, et un système d'évitement automatique des collisions protège efficacement le système pendant son fonctionnement.
Un atout majeur réside dans le contrôle qualité intégré. Des systèmes de caméras haute résolution inspectent le cordon d'adhésif immédiatement après son application afin d'en vérifier l'intégrité, la position, la largeur et la géométrie. Des capteurs de triangulation laser mesurent la hauteur du cordon et le volume appliqué. La surveillance continue de la pression, du débit et de la température permet de détecter en temps réel les écarts de processus. Tous les paramètres sont documentés, garantissant ainsi une traçabilité complète.
Des solutions complètes, de la semi-automatisation à l'automatisation complète.
MICADO propose également des solutions semi-automatisées alliant flexibilité humaine et précision machine. Dans le cadre d'une collaboration homme-robot, l'opérateur manipule la pièce tandis que le robot effectue l'application précise de l'adhésif – une solution particulièrement efficace pour les moyennes séries.
Contrôle qualité du composant fini
Le temps de polymérisation est souvent un facteur déterminant du temps de cycle. Les systèmes modernes intègrent des concepts de polymérisation intelligents : des dispositifs de fixation à température contrôlée accélèrent la polymérisation grâce à un apport de chaleur maîtrisé, des systèmes de tampon circulant permettent une polymérisation en parallèle et le chauffage par infrarouge ou induction pour une polymérisation rapide et ciblée réduit le temps de cycle.
Collage automatisé – exemples pratiques
Dans l'industrie aérospatiale, les systèmes de collage automatisés sont utilisés pour l'assemblage des segments de fuselage, des structures d'ailes et des panneaux intérieurs. Une répartition uniforme de l'adhésif est particulièrement critique pour les structures sandwich en PRFC de grande surface. Les systèmes MICADO garantissent une qualité constante, même pour des composants de grandes dimensions.
Dans le secteur automobile, les boîtiers de batterie en composites renforcés de fibres (PRF) connaissent une croissance importante. L'assemblage doit être électriquement isolant, thermiquement conducteur et résistant aux chocs. Des systèmes automatisés permettent l'application précise de pâtes thermiques et d'adhésifs structuraux spéciaux. Les toits en PRF des véhicules hautes performances sont également de plus en plus souvent assemblés par des procédés automatisés.
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Collage automatisé avec robot et système de dosage en production industrielle
MICADO, partenaire compétent pour la réussite de la mise en œuvre de vos projets
« Le collage automatisé ne se résume pas à un robot muni d'un pistolet à colle », souligne Markus Rath, responsable de la conception d'outillage et de montage chez MICADO. Sa mise en œuvre réussie exige une connaissance approfondie des matériaux, des adhésifs et des procédés. « La solution optimale dépend de la forme et du matériau de la pièce, ainsi que de l'adhésif utilisé. Le temps de cycle, le volume de production, les exigences de qualité et le budget sont également des facteurs déterminants. »
De l'étude de faisabilité initiale à la production en continu, MICADO est votre partenaire de confiance : nous commençons par analyser le procédé et tester les matériaux. Sur cette base, nous sélectionnons l'adhésif approprié. Ensuite, nous développons la solution d'automatisation adaptée. Puis, nous concevons en détail les outillages et les cellules robotisées nécessaires. Viennent ensuite la programmation et le développement de l'interface utilisateur (IHM). Après une fabrication et un assemblage précis, nous mettons en service le système et supervisons le lancement du processus. Même après la finalisation du projet, nous continuons à vous apporter notre soutien.
Les systèmes adhésifs automatisés contribuent de manière importante à la durabilité : réduction de la consommation de matériaux grâce à un dosage précis, minimisation des rejets grâce à la fiabilité du processus, efficacité énergétique grâce à des concepts de durcissement optimisés et possibilité de construction légère avec des économies de CO₂ en fonctionnement.
Conclusion
Le collage automatisé des composites renforcés de fibres est une technologie clé pour l'avenir de la construction légère industrielle. Forte de son expertise en tant que fournisseur de services complets en automatisation et conception d'outillage, MICADO accompagne les entreprises dans la recherche et la mise en œuvre réussie de la solution de collage optimale. Qu'il s'agisse d'une ligne de production entièrement automatisée ou d'une cellule unique semi-automatisée, MICADO développe la solution qui répond à vos exigences et crée une valeur ajoutée durable dans votre production.
