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Le système UNI HEAT d'EMAG eldec: chez Elektror, le système de chauffe par induction marque des points dans la fabrication des moteurs

Sans ventilateurs, de nombreux processus industriels sont devenus pratiquement inconcevables – ces ventilateurs jouent un rôle décisif pour le séchage, l'aspiration ou le refroidissement de matériaux par exemple. La stabilité et l'efficacité de l'ensemble de la solution de production dépendent souvent des ventilateurs utilisés. Dans ce contexte, la tâche ambitieuse des produits Elektror airsystems est évidente : cette entreprise est l'un des fabricants leaders de ventilateurs industriels et de compresseurs à canal latéral au niveau international. Pour la fabrication des moteurs électroniques qui sont utilisés dans les ventilateurs, depuis mi 2018, Elektror a recours au système UNI HEAT d'EMAG eldec : ce système assure une chauffe inductive rapide et précise du carter vide de stator avant un processus d'assemblage avec le bobinage de moteur. La sécurité de processus et la flexibilité de l'ensemble de la séquence sont indispensables à la rapidité du processus « One-Piece-Flow » chez Elektror. Quelle expérience ont fait les utilisateurs de cette solution provenant d'EMAG eldec?

250 moteurs de ventilateur sont fabriqués par jour
Système de chauffe par induction UNI HEAT - Première étape
Système de chauffe par induction UNI HEAT - Position d'utilisation
Le bobinage du moteur est inséré dans le carter vide de stator chauffé.
Système de chauffe par induction UNI HEAT chez Elektror pour la fabrication des moteurs
UNI HEAT peut très facilement être transformé

L'air est un fluide de travail indispensable dans la production industrielle : il permet d'aspirer l'humidité ou la poussière en excédent, de refroidir des matériaux chauffés, d'évacuer des gaz et vapeurs qui se sont formés, ou d'acheminer des matières solides par courant d'air. Dans ce contexte, les ventilateurs sont non seulement au cœur de la technique de ventilation, mais sont en outre exposés à des sollicitations extrêmes, et doivent souvent fonctionner pendant des dizaines d'années – un ensemble de défis que Elektror airsystems s'attache à relever depuis des décennies. Cette entreprise, dont le siège social est à Ostfildern et qui possède deux sites de production à Waghäusel et Chorzów (Pologne), produit chaque année près de 60 000 ventilateurs industriels et compresseurs à canal latéral. Il s'agit souvent de solutions individuelles qui se caractérisent par exemple par un niveau de pression précis, des matériaux résistants ou une construction au niveau de vibrations extrêmement réduit. Pour la construction d'un ventilateur, il existe d'innombrables possibilités d'adaptation – et ceci s'applique évidemment aux entraînements électriques des appareils. C'est pourquoi Elektror produit des moteurs de différentes tailles et performances. Leurs composants sont configurés en fonction des commandes, et ils sont montés dans le cadre d'un processus allégé. Pour ce faire, les spécialistes de la ventilation attachent la plus grande importance à la sécurité de processus. La tolérance d'erreur est toujours égale à zéro. 

La chauffe par induction au centre de toutes les attentions

Dans ce contexte, l'un des processus centraux est l'assemblage thermique du carter vide de stator et du bobinage de moteur : le système de chauffe par induction amène le carter à une température comprise entre 280 et 300 degrés Celsius. Il est ainsi dilaté, ce qui permet d'insérer le bobinage de moteur facilement à la main. Pendant le refroidissement, le carter se rétracte et forme un ajustement serré et rigide. En 2018, les spécialistes ont décidé de remplacer le système de chauffe, qui était devenu vétuste. Comment cela s'est-il passé ? « Lors de cette décision d'investissement, l'un de nos principaux objectifs était la sécurité de processus pour tout ce qui concerne la chauffe par induction. Ainsi, le système ancien n'affichait pas la température d'utilisation effectivement atteinte par le composant. Cela rallongeait en partie les délais d'exécution lors de l'assemblage subséquent. En outre, l'alimentation en pièces de rechange n'était pas assurée » explique Roland Sand, chef du groupe production chez Elektror. « C'est pourquoi nous étions à la recherche d'un système garantissant des températures très précises lors de la chauffe, qui soit facile à manipuler par chaque opérateur, et assurant un déroulement en continu et en toute sécurité de ses processus. En outre, nous souhaitions avoir un fournisseur de la région qui soit immédiatement sur place en cas d'intervention de service. Avec sa technologie UNI-HEAT, EMAG eldec satisfait à ces exigences. »

Un processus plus simple et plus sûr

Dans l'ensemble, il se déroule maintenant chez Elektror un cycle de travail très sûr et rapide autour du système UNI-HEAT développé de manière individuelle : l'opérateur saisit le carter vide avec des gants de protection, le dépose dans un porte-pièce ajusté et le pousse à l'intérieur de l'installation. En fermant une porte coulissante, il démarre le processus suivant : le composant se déplace vers le haut dans sa position de base, ce qui fait plonger l'inducteur à barre dans la coquille de carter vide. Le processus de chauffe qui suit dure seulement 30 à 120 secondes en fonction de la taille du composant. Une fois cette opération terminée, un signal avertisseur lumineux indique que l'opérateur peut à nouveau retirer le composant. Il le met dans un gabarit, disponible sur l'espace de refroidissement, et insère le bobinage de moteur par le haut. Après un bref processus de refroidissement, le moteur est entièrement apparié, et aboutit sur un convoyeur à bande pour la poursuite de son usinage. « Nous produisons de cette façon près de 250 moteurs par jour », affirme Steffen Müller, assurance qualité chez Elektror. « Les tailles de composant changent régulièrement. Toutefois, le processus se déroule en toute stabilité. Il n'y a aucun problème ni erreur. » Ceci est dû en particulier à la transformation simple de l'installation en cas d'un changement de composant : l'opérateur ferme l'alimentation en eau, desserre deux vis sur le support d'inducteur, et peut ensuite retirer l'outil, ou monter un nouvel outil. Le porte-pièce est même seulement posé, il se laisse facilement retirer du support et remplacer. « Avec le changement de programme via le module de commande, le processus de transformation dans sa totalité ne dure qu'une minute environ. Différentes mesures de sécurité permettent d'éviter les erreurs d'utilisation » explique Müller.

Solution de développement individuelle pour Elektror 

Le développement chez EMAG eldec joue un rôle décisif pour la qualité, la sécurité et l'efficacité du processus de chauffe par induction : les spécialistes de l'induction ont la responsabilité de solutions d'ensemble, qui englobent également le générateur adapté et les inducteurs nécessaires. EMAG eldec est parfaitement préparée au développement de ces éléments clés du processus de chauffe : il y a, d'une part, la production sur le site de l'entreprise à Dornstätten d'une large gamme de générateurs présentant un rendement élevé et un dosage d'énergie précis. D'autre part, ses spécialistes produisent près de 1 000 inducteurs par an. Leur production répond aux exigences d'un processus de fabrication ambitieux, soucieux de nombreux détails ultra-précis. Ce qui est déterminant par exemple, c'est de savoir où et à quelle profondeur la chaleur doit pénétrer dans le composant. Ceci influe sur la géométrie de l'inducteur et sur l'équipement du générateur. En outre, EMAG eldec a recours au préalable à une simulation étendue du processus, et à l'utilisation de caméras thermiques. Ensuite, chaque solution d'ensemble UNI-HEAT achevée est testée sur un composant réel et présentée au client lors d'une réception à Dornstetten. « Depuis le démarrage de la production en mai 2018, il n'y a eu pratiquement aucun défaut », résume Roland Sand. « Le SAV eldec a su résoudre rapidement les problèmes de démarrage mineurs. Nous voyons nos attentes pour cette décision d'investissement entièrement confirmées. »