L'outillage avancé et l'automatisation propulsent le lancement de nouveaux puisards de fenêtre composites

Une alternative composite aux puisards métalliques

Les puisards de fenêtre métalliques conventionnels installés comme revêtements autour des fenêtres de sous-sol rouillent avec le temps, ce qui peut compromettre la résistance du puisard et même s'effondrer sous la pression du remblai — le sol remblayé pour remplacer celui qui a été excavé pour installer la fenêtre. RockWell Window Wells (Springville, Utah, USA) propose depuis des années une gamme de produits de puisards en plastique renforcé de fibres (PRF) et produits connexes avec un poids plus léger et une qualité, durée de vie, résistance à la température et aux chocs supérieures aux offres métalliques typiques. Pour sa nouvelle gamme de produits Denali, RockWell s'est fixé pour objectif de fournir une option composite à moindre coût et plus esthétique que ce qui était disponible précédemment sur le marché, selon Vaughn Cook, président de RockWell. « Nous voulions construire une pièce de haute qualité qui rivalise avec un puisard en acier mais qui a de meilleures propriétés, comme la résistance aux chocs et le poids léger », dit-il.

Du VARTM au GMT : changement de procédé pour réduire les coûts

La gamme originale de puisards PRF RockWell est fabriquée via moulage par transfert de résine assisté par vide (VARTM), et est, dit Cook, « un produit haut de gamme très impressionnant, avec une texture de pierre moulée détaillée qui ressemble et se sent comme de la vraie pierre. » Il y a environ deux ans, Cook et son équipe ont décidé de développer une nouvelle gamme de puisards en thermoplastique renforcé de mat de verre (GMT) pour atteindre un prix de marché plus bas. « Nous ne pouvions pas utiliser un tel processus de fabrication manuel [pour les puisards Denali] — le processus devait être beaucoup plus rapide et beaucoup moins coûteux pour le produire. C'est à ce moment que nous avons contacté Commercial Tool », dit Cook.

Commercial Tool Group : le partenaire idéal

RockWell et Commercial Tool Group (CTG, Grand Rapids, Michigan, USA) se sont connectés lors d'un salon Amerimold à Novi, Michigan. Cook cherchait un moulistes avec de grandes fraiseuses CNC pour moules de compression massifs et familier avec la technologie des composites — et, note Cook, un qui pouvait apporter un niveau d'automatisation supplémentaire au processus.

CTG s'est avéré être un partenaire parfait, en tant qu'entreprise avec de multiples divisions incluant Commercial Tool & Die (CTD) spécialisée dans l'usinage CNC à grande échelle pour la fabrication de moules, et CG Automation & Fixture (CGAF) qui conçoit et fabrique une variété d'équipements et fixations en aval, ainsi que des systèmes de manutention de matériaux avancés et d'articulation robotique.

Après une série de revues CAO et de prototypes fonctionnels, Commercial Tool Group a fabriqué deux grands moules de production de 50 000 livres en aluminium. RockWell utilise Solidworks pour le travail de conception d'ingénierie, tandis que Commercial Tool Group utilise la suite CAO/FAO/IAO Siemens NX facilement interfacée.

Moules de haute technologie avec automatisation intégrée

Les sections de moule commencent comme de gros lingots d'aluminium et l'usinage est effectué sur une fraiseuse à portique Zimmermann à l'usine de CTG. Selon Scott Chase, responsable ingénierie et ventes pour Commercial Tool & Die, le moule fini typique mesure 66 pouces de large × 109 pouces de long × 60 pouces de haut. Les moules utilisent une caméra d'imagerie thermique en cours de processus pour surveiller la variation de température. En plus de répondre aux exigences structurelles et de taille, Cook ajoute : « Scott et son équipe ont également pu nous aider à trouver un design qui fait un puisard plus esthétique mais qui a toujours les éléments structurels pour donner aux puisards la résistance dont nous avons besoin. CTG a mis une texture granuleuse sur la surface du moule pour aider à décorer la pièce. » Un système d'articulation robotique pour le chargement et le déchargement a également été conçu et fourni par CTG pour fonctionner en tandem avec les moules pendant la production.

CTG a également produit trois moules d'essai pendant le processus de développement sur ce projet. Les moules ont été conçus en utilisant le logiciel Siemens NX CAO/FAO/IAO et ils font partie des plus grands moules de production jamais fabriqués par CTG, selon Chase. Le projet entier a pris un peu plus d'un an, des contacts initiaux à la production du premier moule pour utilisation chez RockWell.

Bénéfices : automatisation, traçabilité, réduction des coûts

Le système CTG profite à RockWell de diverses manières, car le système est plus automatisé, permettant à l'entreprise de produire des volumes plus importants de produits avec une cohérence et une traçabilité plus élevées. De plus, il est beaucoup plus facile pour RockWell d'accéder à toutes les informations dont elle a besoin auprès d'une seule entreprise par opposition à la coordination avec trois ou quatre différentes, note Cook. Ce flux minimise les erreurs, ce qui réduit les délais de production et maintient les coûts bas. Sans la collaboration entre RockWell et Commercial, Cook croit qu'il y aurait des retards dans la planification, des coûts plus élevés et une moindre qualité de finition sur les produits finis produits dans son entreprise.

CTG a effectué des ajustements aux programmes logiciels et processus sur site à l'installation RockWell. « Ces produits auraient été impossibles à fabriquer sans les systèmes automatisés de Commercial, car les coûts et risques de sécurité auraient été trop élevés, selon nos calculs », ajoute Cook.

« Bien que ce soit le premier projet de RockWell avec Commercial, ce ne sera certainement pas le dernier », conclut-il. « C'était un partenariat parfait pour notre succès avec cette nouvelle gamme Denali, qui gagne déjà en popularité sur le marché. » Les puisards de fenêtre RockWell sont vendus via divers distributeurs en gros aux entrepreneurs et constructeurs.