Un projet de recherche aéronautique achevé avec succès

Construction aéronautique : bientôt plus efficiente grâce au dosage assisté par cobot

ViscoTec a participé pendant douze mois (2021) à un projet de recherche appelé AGREED – « L'automatisation pour des montages de coques flexibles et extensibles avec l'intelligence numérique ». Dans le cadre de ce projet de l'Institut des modes de construction et de la technologie des structures, qui fait partie du Centre allemand de recherches aérospatiales (DLR), la société Premium AEROTEC GmbH associée à des scientifiques de la chaire Technologies & gestion de la transformation numérique et à des ingénieurs et techniciens d'autres partenaires, a mené des recherches sur l'utilisation de la numérisation et de l'intelligence artificielle pour l'automatisation du montage de coques d'avions. Le projet AGREED, un projet interne du Centre allemand de recherches aérospatiales (DLR), s'est déroulé entre janvier 2021 et décembre 2021. Outre la recherche technologique, le DLR a assuré l'administration et la planification. La coordination des travaux a été réalisée en collaboration avec l'entreprise généraliste Premium AEROTEC GmbH. Des travaux ont également été sous-traités par d'autres participants de l'industrie et de la recherche qui ont apporté le soutien nécessaire : Broetje-Automation GmbH, Viscotec GmbH, Bergische Universität Wuppertal, Fraunhofer IFAM, Fraunhofer IFF et Capgemini.

Une partie importante du projet : le dosage ultra-fin de produits d'étanchéité complexes. Cette application est vitale pour Premium AEROTEC, le premier fournisseur Tier 1 mondial de structures d'avions, notamment pour la fabrication de composants complexes et de surface importante. Le projet de recherche a pour objectif d'augmenter le degré d'automatisation dans le montage des structures des avions à couloir unique. Il s'agit d'une part de réduire les processus de fabrication manuels qui prévalent actuellement, et d'autre part d'augmenter le degré d'automatisation en vue d'une meilleure rentabilité.

Les recherches ont été menées à Nordenham, en Basse-Saxe et à Augsbourg. Pour l'utilisation avec des robots industriels, il a été possible de recourir à la tête de dosage bicomposant vipro-DUOMIX, spécialement conçue pour les produits d'étanchéité, et déjà bien établie sur le marché. Le plus grand problème à ce niveau a été l'application ultra fine déjà évoquée de matières complexes, que l'équipe de ViscoTec a pu résoudre à l'aide d'une buse développée spécialement. À celle-ci était associée une régulation mécanique intégrée, développée en commun avec PAG, constituée d'un écarteur et d'une suspension à ressort.

À Nordenham, l'équipe de ViscoTec a dû déployer nettement plus de compétence en matière de développement, car il s'agissait d'automatiser partiellement la fabrication à l'aide de cobots et de réussir ainsi une collaboration homme-machine. À cet effet, un effecteur terminal spécial (< 10 kg) basé sur un système bicomposant de type léger a été développé pour le cobot et installé à l'avant du bras robotique. Il est optimisé pour des charges légères et garantit la sécurité pendant la collaboration. Le produit bicomposant à doser est livré dans de gros récipients séparés (tonnelets de 20 l). Les réservoirs se trouvent sur l'effecteur terminal. L'alimentation des réservoirs se fait par des raccords sur la station de remplissage. Ceux-ci sont reliés au système de prélèvement par des flexibles. Le concept développé par les ingénieurs de ViscoTec réunit les avantages des gros récipients – sécurité des processus et coûts – et ceux des petits récipients, plus flexibles lors de l'application du produit. L'absence de tuyau entre le gros récipient et l'effecteur terminal de dosage sur le cobot rend possible un dosage exempt de limitations mécaniques, d'où une plus grande flexibilité sur tous les degrés de liberté. Les essais effectués dans le propre centre technique de ViscoTec durant les phases de développement rendent possible l'application d'une fine couche de produit d'étanchéité complexe, ce qui est très important pour la recherche sur les deux sites. À noter tout particulièrement : alors qu'il fallait jusqu'à présent mélanger les produits au cours d'un processus en amont et jeter le produit inutilisé en raison du durcissement rapide, le dosage et le mélange précis se font à présent juste avant l'application du produit et en respect du rapport de mélange.

La réception des résultats de la recherche par le DLR responsable a été entièrement positif, ce qui simplifiera à l'avenir les développements technologiques tels que les stratégies d'apprentissage par renforcement. Après un apprentissage, les robots sont capables d'exécuter de façon autonome dans l'industrie aéronautique des tâches d'assemblage rendues possibles également grâce aux technologies de dosage de ViscoTec.