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Roulements BNL

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Comment BNL Bearings a utilisé la CFAO pour accélérer la production de ses produits

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Les roulements font tourner le monde - presque littéralement. Ces éléments mécaniques essentiels sont un ingrédient clé pour s'assurer que les objets se déplacent dans le bon sens, et que tout ce qui tourne en nécessite un.

C'est pourquoi ils sont utilisés dans la plupart des grandes industries, de l'automobile à l'agroalimentaire, et dans des centaines de milliers d'autres applications. Sans les roulements et les mouvements qu'ils permettent, le monde s'arrêterait.

Leader mondial dans la production de roulements intégrés en plastique, BNL Bearings est à la pointe de la conception et de la fabrication de ces roulements depuis la création de l'entreprise en 1970. Depuis lors, ses processus se sont affinés et perfectionnés, tout en devenant plus complexes, afin de lui permettre de produire des roulements pour un nombre toujours croissant de marchés mondiaux et de s'adapter à un monde en constante évolution.

Choix du plastique

Cependant, la plupart des roulements étant fabriqués en métal, l'engagement du BNL dans la fabrication de roulements en plastique soulève la question suivante : pourquoi un roulement en plastique serait-il préférable ?

Les réponses sont multiples, l'une des principales étant que les roulements en plastique ne se corrodent pas. Naturellement, de nombreux métaux sont susceptibles d'être corrodés par l'eau et les produits chimiques, ce qui entraîne une usure prématurée du roulement, et donc une réduction de la durée de vie du roulement et du produit dans lequel il est utilisé.

Par conséquent, les roulements en plastique non corrosifs de BNL sont couramment utilisés dans les industries où l'eau est très présente, comme les portes de douche ou les nettoyeurs de piscine. De même, les produits destinés à être utilisés à l'extérieur ont besoin de roulements non corrosifs, car ils sont exposés aux éléments. Par exemple, les roulements en plastique utilisés dans une éolienne seront protégés des intempéries, tandis que les roulements utilisés dans des applications telles que le gréement des yachts et des bateaux seront protégés de l'usure causée par l'eau salée.

Les paliers en plastique du BNL sont également résistants aux produits chimiques, ce qui est particulièrement utile lorsque les paliers sont utilisés dans certains environnements. Les paliers BNL fabriqués à partir de matériaux spécialisés, tels que l'UHMWPE et le PEEK, sont utilisés dans des habitats hostiles tels que les bains chimiques utilisés dans le traitement des écrans LED, un environnement qui entraînerait la défaillance prématurée de nombreux paliers métalliques. En outre, les roulements en plastique résistant aux produits chimiques sont très utiles dans l'industrie alimentaire, où il est essentiel d'éviter toute contamination. La désinfection des systèmes de convoyage est cruciale, il est donc important que les roulements utilisés dans les roues ne soient pas usés par les désinfectants chimiques provenant des lavages fréquents.

Une autre raison d'opter pour des paliers en plastique plutôt qu'en métal est qu'ils ne nécessitent pas de lubrifiant. "Les thermoplastiques sont intrinsèquement lubrifiés, de sorte que les paliers BNL n'ont pas besoin d'être graissés", explique Dave Clark, directeur de l'outillage de BNL au Royaume-Uni, un avantage qui facilite grandement la maintenance.

Ceci est particulièrement utile dans les industries de transport de papier, où la lubrification pourrait autrement ruiner le papier. Qu'il s'agisse d'un guichet automatique déposant de l'argent ou d'une imprimante produisant des copies papier, le lubrifiant peut entraîner la formation de marques indésirables sur le papier, ruinant ainsi les billets de banque ou les copies papier. Les problèmes ne s'arrêtent pas là lorsqu'il s'agit d'imprimantes et de photocopieuses, car le toner peut se mélanger au lubrifiant, ce qui crée une pâte abrasive qui use prématurément le roulement. Avec un roulement BNL, ces problèmes peuvent être évités.

De toute évidence, les roulements en plastique non lubrifiés contribuent à rendre leurs produits plus faciles et plus rentables à entretenir. Il s'agit d'un avantage notable, qui a d'ailleurs donné son nom à BNL - l'acronyme signifie Bearings Non-Lube (roulements non lubrifiés). La légèreté inhérente au plastique peut également contribuer à l'efficacité énergétique. Les roulements en plastique conçus par BNL sont généralement beaucoup plus légers que leur équivalent en acier, mais en utilisant les techniques de conception intégrée qui sont sa marque de fabrique et qui permettent d'éliminer les composants et les fixations du produit, les roulements conçus sur mesure peuvent être jusqu'à 50 % plus légers qu'une solution alternative à plusieurs composants. En réduisant le poids, ils réduisent le couple de rotation au démarrage et en fonctionnement, ce qui permet d'utiliser des moteurs plus petits et moins coûteux. Par ailleurs, l'utilisation de roulements plus légers dans les colonnes de direction des véhicules permet de réduire le poids total du véhicule, contribuant ainsi à la réduction de ses émissions de carbone.

Energy use

Comme si tout cela ne suffisait pas, les roulements en plastique de la BNL peuvent également offrir de nombreux avantages financiers. D'une part, les matériaux plastiques peuvent être moins coûteux que leur équivalent métallique, comme l'acier. De plus, le fait que BNL puisse concevoir et mouler ses roulements lui permet de combiner des pièces d'accouplement en un seul produit, réduisant ainsi le nombre de composants pour les produits de ses clients. Moins il y a de composants, moins il y a de coûts, moins il y a d'étapes d'assemblage et moins il y a de temps. En ce qui concerne leur application, les roulements plus légers et plus efficaces sur le plan énergétique signifient que les produits dans lesquels ils sont utilisés peuvent être plus compacts, ce qui permet également de réaliser des économies sur les coûts d'inventaire et la logistique.

Comme vous pouvez le constater, le principal argument de vente de BNL, à savoir le moulage de ses roulements en plastique - une forme de contrôle complet qui permet d'améliorer les performances, de réduire les coûts de l'ensemble du système, de simplifier la maintenance et bien d'autres choses encore - est incroyablement bénéfique. Mais quelles sont les techniques de moulage de BNL ?

Moulage de précision

Le moulage par injection est la technique de prédilection de BNL, qui l'a perfectionnée pour la fabrication des roulements. "Environ 99 % de leurs produits sont moulés par injection, précise M. Clark, les 1 % restants représentant un volume tellement faible qu'ils ne justifient pas l'utilisation d'outils.

Le processus de moulage par injection consiste à presser du plastique fondu dans un moule à haute pression, avant que l'eau ne le refroidisse et que le plastique ne se solidifie. Ce procédé permet de fabriquer des produits d'une extrême précision, ce qui est crucial lorsqu'il s'agit de roulements, car il en existe de toutes les tailles. Par exemple, un roulement extrêmement petit devra être conçu de manière complexe pour fonctionner correctement.

Cependant, avant que le processus de moulage par injection ne puisse commencer, il faut créer une conception pour le produit et le moule - c'est là que le logiciel Cimatron entre en jeu.

Conception d'outils en interne

Le BNL a connu un immense succès avec le logiciel de CFAO Cimatron depuis qu'il l'a adopté pour la première fois en 2006, et cela ne semble pas près de changer. "Auparavant, le BNL réalisait ses propres conceptions en interne", explique M. Clark, "il achetait toutes ses conceptions d'outils à l'extérieur".

Bien qu'il s'agisse d'un mode de fonctionnement amplement suffisant, ils ont constaté que le fait de s'appuyer sur la conception d'un outil par un outilleur présentait des inconvénients, car les outilleurs étaient tout simplement moins familiarisés avec les processus et la précision nécessaires à la fabrication de roulements en plastique moulé que le BNL. Naturellement, lorsque le processus de moulage exige autant de caractéristiques et de précision que le moulage par injection, la familiarité est vitale.

En outre, Clark note que "nous avons obtenu un meilleur contrôle de la conception de l'outil en réalisant nos propres conceptions d'outils en interne". Le contrôle est important, car il permet au BNL d'obtenir exactement le développement dimensionnel qu'il souhaite, et "nous effectuons toute la programmation dans Cimatron". Qu'il s'agisse d'ajuster la conception de l'outil, ce qui est fait avec le progiciel Mold Design, ou même le progiciel 3D CAM qui est utilisé pour le transfert vers les machines de l'atelier, Cimatron offre une méthode de travail intuitive et efficace.

Nous avons constaté que le progiciel Cimatron ciblait la conception d'emballages et d'outils en plastique d'une manière qui permettait à l'entreprise de disposer d'un processus beaucoup plus facile et rapide que les autres progiciels de l'époque.
Dave Clark, responsable de l'outillage au BNL
In-House Tool Design

Le choix de Cimatron par rapport à d'autres logiciels de CFAO a été le résultat de l'examen d'un certain nombre d'entre eux, ainsi que d'une recommandation de l'un des outilleurs de BNL. Selon M. Clark, "nous avons constaté que le logiciel Cimatron ciblait la conception d'emballages et d'outils en plastique" d'une manière qui a permis à l'entreprise de bénéficier d'un processus beaucoup plus facile et beaucoup plus rapide que les autres logiciels de l'époque.

Mais tient-il toujours la route après toutes ces années ? La réponse est un oui retentissant. Le BNL discute régulièrement avec d'autres concepteurs sous-traitants qui utilisent également Cimatron, et le consensus est qu'il offre toujours une manière beaucoup plus rapide de faire les choses.

In-House Tool Design

L'avenir

Les roulements en plastique de BNL sont essentiels à un très grand nombre d'industries. Des systèmes de convoyage aux caméras de conférence, en passant par les commandes intelligentes et les lave-vaisselle, les empreintes de BNL sont présentes partout et leur portée ne fera que s'étendre.

L'une des principales industries est le monde de l'automobile, où les roulements sont essentiels pour de nombreuses pièces d'un véhicule, telles que les colonnes de direction et les commandes d'infodivertissement. Toutefois, comme de nombreux véhicules sont désormais équipés d'écrans tactiles LCD, on pourrait penser que les boutons et leurs roulements ne seront plus aussi nécessaires, mais ce n'est pas le cas.

Future

"Les études de marché réalisées par les grands équipementiers ont montré que les conducteurs n'apprécient pas le fait de devoir quitter la route des yeux pour utiliser l'écran, et les problèmes de sécurité sont reconnus dans l'industrie", explique M. Clark. "Les conducteurs préfèrent encore les boutons et les interrupteurs. C'est là qu'intervient l'une des récentes initiatives innovantes de la BNL.

En étroite collaboration avec la société Microchip Technology Inc, le BNL a conçu "un bouton de commande qui peut être positionné et fixé sur un écran capacitif, où il permet au conducteur d'utiliser les menus et les sélections de l'écran en tournant et en appuyant sur le bouton de commande du BNL". Plutôt que de devoir balayer et toucher des zones spécifiques de l'écran, ce qui obligerait le conducteur à détourner son regard de la route, le bouton de commande BNL fait tourner les options du menu et fournit un retour haptique au conducteur, qui peut alors sélectionner l'option de son choix en appuyant dessus".

Connue sous le nom de "Knob-on-Display", la conception du BNL prouve que le désir de disposer d'une fonction rotative perdurera, mais que les conceptions de roulements devront s'adapter aux progrès des technologies plus numériques - et les conceptions intégrées de roulements personnalisés du BNL progressent déjà vers cet avenir.

Il s'agit d'un concept novateur émanant d'une entreprise qui regorge d'idées nouvelles et qui peut être concrétisé grâce au logiciel Cimatron et à une équipe d'ingénieurs hautement qualifiés.

Written by Rupert Morgans-Wicks, CDG 3D TECH

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