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9/09/22
L’automatisation des opérations de découpe textile permet à Hubbell Lenoir City d’économiser et de fabriquer des produits composites plus rapidement et à moindre coût pour soutenir l’expansion des infrastructures.
La loi bipartisane sur l’investissement dans les infrastructures et l’emploi (IIJA) récemment adoptée par le Congrès américain promet d’être un investissement unique dans les infrastructures et la compétitivité du pays. Elle prévoit des fonds pour reconstruire et « durcir » les routes, les ponts, les aéroports, les ports et les systèmes ferroviaires contre les ravages du changement climatique ; financer des stations de recharge publiques pour les véhicules électriques ; améliorer l’accès à l’eau potable et à l’internet à haut débit dans les communautés mal desservies ; et soutenir les investissements pour lutter contre la crise climatique. Le financement devrait permettre de créer en moyenne 1,5 million d’emplois par an au cours de la prochaine décennie. Pour soutenir cette croissance, les fabricants des industries clés devront augmenter leur production.
Une entreprise s’attaque à ce problème en réduisant les déchets et en diminuant les coûts tout en augmentant la productivité en passant de la découpe manuelle à la découpe automatisée de tissus à haute performance (et coûteux) utilisés pour renforcer ses produits en béton polymère et en composite polymère. Il s’agit de Hubbell Incorporated (Shelton, CT, États-Unis), un fabricant de premier plan de solutions électriques et de services publics permettant aux clients d’exploiter des infrastructures essentielles de manière sûre, fiable et efficace. Les solutions Hubbell renforcent et alimentent en énergie les communautés du monde entier, devant et derrière le compteur.
Dans son usine de Lenoir City (TN, États-Unis), la division Power Systems de Hubbell fabrique des boîtiers et des drains pour services publics. Les enceintes fournissent aux techniciens de service des points d’accès aux services publics enfouis, allant des fils de cuivre aux câbles à fibres optiques pour les services électriques, téléphoniques et de câblodistribution, tout en protégeant les services souterrains et en surface contre les éléments, les dommages causés par les animaux et les méfaits humains. À Lenoir City, Hubbell compose quotidiennement du béton polymère renforcé de fibres de verre et du composite polymère pour produire des enceintes, des couvercles et des tampons.
Pesant un tiers du poids du béton polymère, qui lui-même pèse un dixième du poids du béton ordinaire, les couvertures d’enceinte en composite polymère H-Lite de Hubbell sont des structures sandwich composées de plusieurs couches de tissu en fibre de verre – découpées en formes complexes d' »anges de neige » et mélangeant plusieurs types de tissu pour un même poids surfacique – qui sont enroulées autour de noyaux en bois de balsa et imprégnées de résine polyester insaturée par moulage par transfert de résine (RTM).
« Le béton polymère est dix fois plus léger que le béton classique, mais quatre fois plus résistant », explique Keith Chudley, ingénieur principal de fabrication chez Hubbell Lenoir City. « Nous le produisons en remplaçant le ciment et l’eau du béton conventionnel par une résine de polyester [non saturé] à faible teneur en COV, qui sert à la fois de liant et de durcisseur et qui est combinée à du sable de roche et à du calcaire. Tout comme le béton conventionnel, le béton polymère est excellent en compression mais faible en tension, c’est pourquoi nous le renforçons avec une variété de tissus en fibre de verre pour apporter une résistance à la traction à la matrice. »
Il ajoute qu’une moyenne de 0,45 kg de tissu en fibre de verre haute performance est utilisée pour renforcer chaque structure Quazite. « Comme la plus grande partie de la tension sur ces structures se situe à l’extérieur, nous plaçons le verre critique de ce côté également », explique M. Chudley, qui ajoute que le renforcement en fibre de verre confère également aux structures une résistance à l’abrasion et à l’écaillage et augmente la tolérance aux dommages dans les cas où un entrepreneur donne un coup de pied à une enceinte ou à son couvercle à l’arrière d’un camion.
Pour les abris, une seule couche de tissu est prédécoupée et enroulée pour faciliter l’installation. Les ouvriers posent le tissu enroulé, côté court vers le bas, et appliquent alternativement l’adhésif UP, puis étirent et pressent le tissu dans l’adhésif, le collant temporairement le long de toute la paroi intérieure de chaque moule métallique utilisé pour former les boîtiers. L’adhésif maintient le tissu contre la paroi du moule pendant que le béton polymère épais est coulé. Lorsque le durcissement exothermique commence, l’adhésif se dissout lentement dans la pièce, laissant un résidu de démoulage qui facilite le retrait de la pièce. Les couvertures composites Hi-Lite de Hubbell sont trois fois moins lourdes que le béton polymère et présentent une structure sandwich composée de noyaux de balsa enveloppés de fibre de verre et d’une matrice UP.
Jusqu’à l’automne dernier, l’équipe de Lenoir City découpait manuellement tous ses tissus en fibre de verre à l’aide de couteaux droits Eastman Blue Streak ou de ciseaux. Afin d’améliorer ce goulot d’étranglement, Chudley a commencé à explorer les options permettant d’augmenter l’efficacité de la découpe.
» Nous avons examiné les équipements de plusieurs fabricants différents avant de finaliser notre décision d’achat auprès d’Eastman Machine, ajoute-t-il. « Ce qui m’a vraiment convaincu, c’est à la fois la surface de coupe du système de coupe automatique à convoyeur C125 et le logiciel patternPro avec possibilité d’imbrication, dont nous pensions qu’il réduirait vraiment nos rebuts. »
Il est intéressant de noter que le directeur de l’usine de Hubbell à Rocky Mount, en Caroline du Nord, aux États-Unis, a profité de la commande de Lenoir City pour acheter un ensemble d’équipement identique pour son usine, qui fabrique des produits en béton polymère et en composites d’oléfine. Hubbell a également acheté un troisième ensemble d’équipement pour une nouvelle usine en cours de construction à Oklahoma City, OK, États-Unis, qui produira plusieurs produits en béton polymère et en composite polymère. L’équipement de Lenoir City a commencé à produire l’automne dernier, celui de Rocky Mount en janvier dernier, et le système d’Oklahoma City a été livré en avril et coupera initialement les renforts pour les composites rotomoulés avec du béton polymère à partir de la fin de l’année.
Le nouveau système de découpe d’Eastman a non seulement amélioré de manière significative la vitesse et l’efficacité de la découpe dans l’usine Hubbell de Lenoir City – puisque trois couches de tissu en fibre de verre peuvent être coupées simultanément – mais en utilisant le logiciel de coupe et d’imbrication patternPro, l’usine a également réduit la mise au rebut de tissu coûteux (et éliminé le remplacement des ciseaux utilisé dans la coupe manuelle). Cela se traduit par des économies de coûts et d’autres améliorations de la productivité.
« Du point de vue des prévisions, l’industrie des infrastructures a toujours été un marché prospectif pour Eastman « , ajoute Stephen Wawro, directeur régional des ventes d’Eastman South Central. « Avec l’adoption de l’IIJA, nous constatons une augmentation de la production nationale et la nécessité d’investir dans des solutions fiables et automatisées comme les nôtres. Eastman a été à l’avant-garde de l’automatisation des départements de découpe de nos clients et Hubbell a été un pionnier de l’automatisation avant l’IIJA. Ils seront bien placés pour tirer parti de l’expansion des activités d’infrastructure. »
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