Une solution plug-and-run composée de puissants composants d'air comprimé de SMC réalise des systèmes de test d'étanchéité à l'hélium modulaires et industrialisés de Bosch Manufacturing Solutions.
Oliver Meyer (SMC Allemagne), Valentino Nadale (Bosch Manufacturing Solutions) and Andreas Schmid (SMC Allemagne) se réjouissent de la réussite du projet commun. (Source: SMC Deutschland GmbH)
La condition sine qua non d'une utilisation sûre et fiable des composants est leur qualité testée. Il s'agit notamment de produits qui doivent passer avec succès un test d'étanchéité avant d'être autorisés à quitter l'usine. De telles exigences s'appliquent par exemple aux machines électriques et aux piles à combustible – dans le cas de ces dernières, les exigences sont particulièrement élevées et les tests doivent être effectués après différentes étapes d'assemblage. Le fonctionnement fiable et efficace des systèmes de contrôle d'étanchéité nécessite donc des composants pneumatiques appropriés tels que des vannes et des filtres/contrôleurs, ainsi que des pièces de raccordement telles que des tuyaux, des raccords et des vannes de process. Un projet commun réussi entre SMC et Bosch Manufacturing Solutions montre comment des exigences élevées et une coordination idéale peuvent être réalisées à partir d'une seule source.
La qualité élevée des produits est une priorité absolue dans tous les secteurs, tant en ce qui concerne le portefeuille de l'entreprise que les solutions d'assurance qualité utilisées. C'est d'autant plus important lorsqu'il s'agit de composants qui doivent répondre aux normes les plus élevées en termes de sécurité et de fiabilité. Il s'agit notamment des piles à combustible, qui jouent un rôle important dans la production d'énergie propre et climatiquement neutre. Avant de pouvoir être installés dans des camions, par exemple, ils subissent différentes étapes d'assemblage, au cours desquelles des tests d'étanchéité sont ensuite nécessaires pour l'assurance qualité. Diverses exigences relatives aux fuites et aux tailles font des tests un véritable défi.
C'est un point que Bosch Manufacturing Solutions doit également maîtriser en permanence : la filiale en propriété exclusive de Robert Bosch GmbH est un fournisseur mondial dans le domaine de la construction de machines spéciales, tant pour le groupe Bosch que pour les clients externes. L'entreprise, dont le siège social est situé à Stuttgart, possède neuf sites dans le monde et réalise un chiffre d'affaires annuel d'environ 500 millions d'euros. Avec environ 1700 employés, elle propose des solutions d'assemblage et de test personnalisées et intelligentes tout au long du cycle de vie du produit, y compris des processus et des technologies de fabrication avancés, ainsi que des solutions et des services numériques et intelligents.
Bosch Manufacturing Solutions s'appuie sur le spécialiste de l'automatisation SMC pour les composants pneumatiques nécessaires dans le domaine de la production de piles à combustible pour les systèmes d'essais d'étanchéité, dans les domaines des essais intermédiaires et des essais de fin de ligne, ainsi que pour le développement et le prototypage.
Profil d'exigences complet requis
Les exigences particulièrement élevées du projet concernaient les dimensions de la chambre d'essai de 10 m3 et l'objectif de modulariser et d'industrialiser le test d'accumulation réalisé avec cette chambre. Il est ainsi possible de tester des piles à combustible mobiles pour les camions, par exemple, et des piles à combustible SOFC stationnaires pour les bâtiments et d'autres objets. En outre, les fuites ne sont pas calculées à l'aide de la technologie d'évaluation fournie avec le spectromètre de masse, mais à l'aide d'un algorithme distinct appliqué aux données brutes du capteur pendant la période d'accumulation. L'hélium devait servir de milieu de test, c'est pourquoi les composants du SMC devaient également convenir à cet usage.
« Les exigences standardisées élevées, en particulier pour les lignes de production de piles à combustible, nous ont incités à trouver SMC comme partenaire pour les solutions standardisées », explique Valentino Nadale, directeur principal des tests d'étanchéité chez Bosch Manufacturing Solutions. « Ils comprennent des pressions élevées allant jusqu'à 207 bar et une étanchéité très élevée allant jusqu'à 10-6 mbar/l par seconde. Les différents composants de la solution doivent également être disponibles auprès d'une source unique et être prêts à l'emploi en tant que système complet. « Le facteur de compacité est également important pour nous afin d'optimiser l'espace d'installation. Le panneau met sous pression l'échantillon d'essai avec de l'hélium ou de l'azote en plus de l'oxygène pour le rinçage puis pour le confiner. Entre-temps, divers capteurs sur le panneau surveillent les différents processus tels que la pression différentielle, la concentration d'hélium, le débit et la pression.»
Une solution harmonisée de manière optimale
En concertation constructive entre SMC et Bosch Manufacturing Solutions, outre les exigences techniques de base, les possibilités d'externalisation de la conception et de la production à SMC ont été déterminées et finalement planifiées. Les vannes AP Tech, le terminal de vannes JSY, les contrôleurs de salle blanche SRH, les contrôleurs de précision SRP et d'autres produits standard de SMC ont fourni les solutions à cet égard.
« Le plus grand défi pour nous était que les premiers projets que nous avons réalisés consistaient exclusivement en des produits individuels sur mesure fabriqués à l'unité », explique Andreas Schmid, ingénieur commercial Robert Bosch chez SMC Allemagne, ajoutant : « Cela signifiait que nous devions reconcevoir à partir de zéro encore et encore. En plus de notre expertise technique, nous avons également été en mesure d'intégrer dans les développements actuels une grande expérience acquise dans le cadre de projets antérieurs pour tester des applications d'essai de la technologie des pompes diesel, et finalement d'offrir à Bosch Manufacturing Solutions des solutions prêtes à l'emploi pour les essais d'accumulation de piles à combustible.»
Des tests d'étanchéité fiables pour les piles à combustible à longue portée
Auparavant, Bosch Manufacturing Solutions avait assemblé elle-même des panneaux de test à partir de composants de différents fabricants. La nouvelle approche simplifie l'ensemble du processus, SMC fournissant tout d'une seule source et entièrement assemblé. « L'excellente coopération entre nos équipes et les équipes de SMC a joué un rôle décisif dans la réalisation de nos exigences en termes d'externalisation de la conception et de la production », déclare Valentino Nadale. « Grâce à la conception compacte des différents composants, nous pouvons économiser entre 10 et 15 % d'espace d'installation par panneau. Avec 5 à 6 panneaux dans une seule ligne de production, cela fait une différence notable. La livraison rapide a été une surprise particulièrement positive, surtout compte tenu des conditions difficiles actuelles de la chaîne d'approvisionnement. »
« La fiabilité des piles à combustible, qui avaient une autonomie de 800 km dans des camions d'essai, a démontré, entre autres, à quel point les points forts de nos solutions plug-and-run et les nombreuses années d'expertise de SMC sont rentables », souligne Andreas Schmid, expert chez SMC. « Nous voyons un grand potentiel pour les projets futurs avec nos vannes de la série JSX, les capteurs de débit PF3A avec surveillance de la température et nos différents entraînements électriques, par exemple. Nous sommes impatients de lancer d'autres projets avec nos collègues de Bosch Manufacturing Solutions et de développer de nouveaux concepts passionnants et réussis. »
