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Les solutions de serrage intelligentes permettent d'éliminer les risques cachés de défaillance liés à la gestion thermique

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Les solutions de serrage intelligentes permettent d'éliminer les risques cachés de défaillance liés à la gestion thermique

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Alors que les véhicules à énergie nouvelle évoluent rapidement vers une autonomie accrue, une puissance plus élevée et un meilleur rendement thermique, la stabilité, la précision et la fiabilité de l’ensemble du système de gestion thermique du véhicule sont devenues des éléments essentiels garantissant l’autonomie, l’expérience de conduite et la sécurité opérationnelle du véhicule.

Au sein de cette architecture de gestion thermique, la pompe à eau de circulation des véhicules à énergie nouvelle assume les fonctions essentielles de circulation du liquide de refroidissement et de régulation de la température de dissipation thermique. Il s’agit d’un composant de précision essentiel qui garantit le fonctionnement stable de la batterie, du moteur et des systèmes de contrôle électronique — le système dit des « trois éléments électriques ». Sa précision d’assemblage, son étanchéité et sa stabilité structurelle déterminent directement les performances de gestion thermique du véhicule. Dans le processus de production en série et d’assemblage des pompes à eau, l’opération de serrage des boulons revêt une importance capitale et constitue également le maillon critique le plus exposé aux défauts de qualité cachés.

Les équipements de serrage traditionnels présentent des processus rigides et une précision limitée, ce qui les rend incapables de s’adapter à la structure d’assemblage composite « souple-rigide » des pompes destinées aux véhicules à énergie nouvelle. Cela conduit facilement à des anomalies de serrage telles que le dépassement de couple, la perte de couple, le flottement des vis, l’arrachement du filetage et une force de serrage insuffisante. À long terme, cela peut entraîner un desserrage des boulons et des fuites de liquide de refroidissement, conduisant finalement à une défaillance de la gestion thermique du véhicule et à des problèmes de surchauffe au niveau du système « trois électriques ». Par conséquent, l’optimisation et la modernisation des processus de serrage intelligents afin de résoudre les points faibles de l’assemblage des pompes à eau des véhicules à énergie nouvelle constituent une mesure essentielle pour les fabricants actuels de composants destinés à ces véhicules, afin d’améliorer la qualité, d’accroître l’efficacité et de contrôler rigoureusement la qualité.

I. Principales difficultés de processus et risques liés à la qualité dans l’assemblage des pompes à eau des véhicules à énergie nouvelle

Par rapport aux pompes à eau des véhicules à moteur à combustion interne traditionnels, les pompes de refroidissement des véhicules à énergie nouvelle présentent une conception structurelle plus précise, recourant souvent à une structure composite associant une connexion rigide du boîtier métallique et une connexion souple des composants en plastique. Les propriétés physiques, les limites de contrainte et le rebond sous contrainte de ces deux matériaux diffèrent considérablement, ce qui impose des exigences de processus distinctes en matière de vitesse de serrage, de méthode d’application du couple, d’étapes de serrage et de précision finale du serrage. Les processus de serrage traditionnels à mode unique ne peuvent pas s’adapter à cette structure différenciée, ce qui constitue un goulot d’étranglement majeur dans la production d’assemblage des pompes et engendre de nombreux problèmes de qualité en production de série. Il s’agit là d’un problème récurrent dans le processus de serrage des pompes pour les énergies nouvelles à l’échelle de l’industrie.
Le problème principal et le plus critique réside dans un contrôle inadéquat du couple, qui constitue également le problème de processus le plus fréquent lors de l’assemblage des pompes pour les énergies nouvelles. Dans les cas d’assemblage à connexion rigide avec un boîtier métallique, les équipements traditionnels recourent souvent à une méthode de serrage unique à grande vitesse. Une fois que la vis entre rapidement en contact avec la surface, l’équipement ne parvient pas à freiner à temps, ce qui entraîne facilement un dépassement de couple. Il en résulte un couple de serrage final supérieur à la norme de processus, ce qui conduit non seulement à une précision d’assemblage inférieure aux normes, mais aussi à des micro-déformations du boîtier métallique, endommageant la structure d’étanchéité et créant des risques de fuites cachées. À l’inverse, pour les structures à raccordement souple des composants en plastique, la caractéristique inhérente de rebond des contraintes du matériau entraîne une diminution irréversible du couple après le serrage. Même si le couple initial est conforme à la norme, une réduction ultérieure du couple et une force de serrage insuffisante peuvent survenir, constituant un défaut de serrage caché. Les inspections manuelles de routine et les prélèvements effectués à l’aide d’équipements standard s’avèrent souvent insuffisants pour une détection précise, ce qui facilite le passage de produits défectueux vers les processus en aval.

Deuxièmement, les défauts d’assemblage fileté, tels que les vis flottantes et les filets abîmés, sont très répandus et extrêmement difficiles à détecter et à contrôler. Les défauts de vis flottantes dans l’assemblage des pompes pour énergies nouvelles se répartissent principalement en deux catégories : premièrement, le couple de serrage final atteint la valeur normalisée, mais la vis n’est pas en contact complet avec la surface de montage, laissant un léger jeu d’assemblage ; deuxièmement, la vis est en contact avec la surface mais ne parvient pas à générer une force de serrage de blocage efficace — l’assemblage semble intact mais est fonctionnellement complètement défaillant. Les filets abîmés, quant à eux, impliquent une usure ou une détérioration des filets lors du serrage, ce qui rend directement inefficace la fonction de verrouillage du boulon. Ces deux types d’anomalies de serrage sont difficiles à identifier à l’œil nu ou à l’aide d’équipements de détection standard, ce qui entraîne un taux très élevé de défauts non détectés. Une fois installés dans les véhicules, ils peuvent facilement entraîner des défaillances après-vente à grande échelle, ce qui nuit gravement à la réputation de la marque du constructeur automobile.

Plus grave encore, un défaut de serrage de la pompe peut entraîner des risques en cascade pour la sécurité routière. Lors du fonctionnement d’un véhicule à énergie nouvelle, les vibrations de la carrosserie et les conditions de fonctionnement changeantes soumettent la pompe à des charges dynamiques continues. Si la force de serrage des boulons est insuffisante, ceux-ci peuvent progressivement se desserrer ou se détacher, provoquant directement des fuites de liquide de refroidissement et une défaillance du circuit de refroidissement. Sans dissipation thermique en temps opportun, le système « trois électriques » peut subir des défaillances telles que la surchauffe de la batterie, la réduction de puissance du moteur et des erreurs de commande électronique. Cela réduit non seulement considérablement les performances du véhicule et raccourcit la durée de vie des composants essentiels, mais peut également, dans les cas graves, entraîner un emballement thermique de la batterie, créant ainsi des risques majeurs pour la sécurité routière. Cela démontre clairement que la qualité du processus de serrage de la pompe à eau détermine directement la stabilité opérationnelle du système de gestion thermique du véhicule à énergie nouvelle et la sécurité globale du véhicule.

II. Exigences en matière de modernisation des processus clés pour l’industrie de l’assemblage de pompes destinées aux véhicules à énergie nouvelle

Confrontée aux divers points faibles liés au serrage des pompes pour véhicules à énergie nouvelle, l’industrie de fabrication de composants pour ces véhicules s’est détournée des modes de serrage traditionnels, uniformes et à grande échelle. Avec la généralisation de la fabrication intelligente et de la production allégée, l’industrie a fixé des normes plus élevées pour les processus et équipements intelligents de serrage des pompes, en se concentrant sur quatre axes principaux : haute précision, intelligence, traçabilité et adaptabilité à la production de masse, afin de s’aligner pleinement sur les normes d’assemblage des composants de précision pour véhicules à énergie nouvelle.

Premièrement, il est nécessaire de disposer de processus de serrage flexibles offrant une adaptation différenciée. Les équipements doivent être capables de configurer des stratégies de serrage spécifiques tant pour les assemblages métalliques rigides que pour les assemblages plastiques souples, en résolvant respectivement les problèmes de dépassement de couple et de perte de couple, afin d’assurer un verrouillage précis sur toutes les structures.

Deuxièmement, il est nécessaire de mettre en place une prévention intelligente des erreurs tout au long du processus. Pour les anomalies fréquentes telles que les vis flottantes, les filets abîmés, les écarts de couple et les resserrages, le système doit permettre une surveillance en temps réel, des alertes automatiques et le rejet des pièces défectueuses, éliminant ainsi les défauts d’assemblage à la source et réduisant les erreurs humaines et les omissions de détection.

Troisièmement, il est nécessaire de disposer d’un système complet de traçabilité en boucle fermée des données. Celui-ci doit répondre aux exigences des constructeurs automobiles en matière de fabrication intelligente et de gestion de la qualité, en conservant toutes les données essentielles de serrage tout au long du processus afin de faciliter l’analyse des processus, la traçabilité de la qualité, l’optimisation des paramètres et l’amélioration continue de la cohérence de l’assemblage.

Quatrièmement, il est nécessaire de disposer d’une adaptabilité à la production de masse allégée. Pour s’adapter aux caractéristiques de changement rapide de ligne et de production flexible des chaînes dédiées aux véhicules à énergie nouvelle, l’équipement doit offrir une forte compatibilité, un déploiement simple et une maintenance aisée, réduisant ainsi le coût des mises à niveau et des modifications des lignes de production.

III. Outils de serrage intelligents de la série TTC de Danikor : une solution dédiée à l’assemblage des pompes

Répondant aux difficultés d’assemblage liées à la structure composite souple-rigide des pompes des véhicules à énergie nouvelle et aux exigences strictes de la production en série, les outils de serrage à capteurs de la série TTC de Danikor s’appuient sur une technologie de détection de haute précision et sur des stratégies de serrage flexibles et configurables. Ils apportent une réponse précise aux défis du secteur, tels que la faible précision de serrage, les anomalies fréquentes de couple, les défauts cachés récurrents et la traçabilité difficile de la qualité lors de l’assemblage des pompes pour véhicules à énergie nouvelle. Ils sont devenus une solution de serrage intelligente incontournable pour l’assemblage en série des pompes de gestion thermique, des ventilateurs de refroidissement et des composants de vannes destinés aux véhicules à énergie nouvelle.

L’outil de serrage intelligent Danikor TTC prend en charge des stratégies de serrage multidimensionnelles personnalisables afin de répondre aux exigences d’assemblage spécifiques des structures de raccordement souples et rigides des pompes pour véhicules à énergie nouvelle.

Pour les boîtiers métalliques à raccordement rigide, il utilise le processus en deux étapes privilégié par l’industrie : « serrage initial à grande vitesse + serrage final à faible vitesse ». La phase à grande vitesse assure une mise en place rapide des vis afin d’améliorer l’efficacité de la production, tandis que la phase à faible vitesse applique avec précision le couple cible, empêchant ainsi de manière radicale tout dépassement de couple et garantissant la précision du serrage ainsi que l’intégrité structurelle du boîtier.

Pour les composants en plastique à connexion souple, il utilise une stratégie de serrage en plusieurs étapes qui libère progressivement les contraintes d’assemblage. Cela permet de supprimer efficacement les défauts de perte de couple après le serrage, de maintenir une force de serrage effective et stable des boulons et de résoudre définitivement le problème des défaillances de serrage cachées dans les assemblages souples. L’équipement est également doté de modèles de stratégies de serrage préréglés, permettant de passer rapidement d’une condition de travail à l’autre afin de répondre aux besoins de production en série flexible et multivariée des pompes pour énergies nouvelles.

En matière de prévention intelligente des erreurs tout au long du processus, l’équipement utilise de manière innovante un double mécanisme d’évaluation du couple combinant les données des capteurs et celles du courant, vérifiant ainsi la conformité du couple de serrage selon deux dimensions afin d’éliminer les erreurs de détection inhérentes aux modes à évaluation unique. L’outil prend en charge la personnalisation des paramètres clés du processus, notamment le couple, l’angle, la pente de serrage et les intervalles entre les étapes. Il permet d’activer d’un simple clic des fonctions spécialisées de surveillance des anomalies telles que les filetages flottants ou endommagés, le resserrage, les écarts de couple et le serrage à vide. Cela permet une identification entièrement automatisée de divers défauts de serrage au cours du processus d’assemblage des pompes, éliminant ainsi le besoin de réglages manuels complexes, ce qui réduit considérablement la complexité opérationnelle et les erreurs humaines. Cela assure une prévention intelligente des erreurs et un rejet automatique des défauts tout au long du processus de serrage, garantissant ainsi la qualité d’assemblage des pompes à énergie nouvelle dès la source.

Pour assurer la traçabilité des données dans le cadre de la fabrication intelligente, l’outil de serrage Danikor TTC peut collecter et enregistrer intégralement en temps réel les données essentielles tout au long du processus de serrage de la pompe, notamment la pente, le couple, l’angle, les étapes de serrage et le temps de production. Il transfère automatiquement ces données vers le MES (Manufacturing Execution System) afin de mettre en place un système de traçabilité des données couvrant l’ensemble de la chaîne. Les responsables de production peuvent accéder à tout moment aux données de serrage et superposer les courbes de serrage historiques à des fins de comparaison et d’analyse. Cela permet non seulement une traçabilité précise des données de serrage de chaque boulon afin de répondre aux normes rigoureuses de gestion de la qualité des constructeurs automobiles, mais fournit également un soutien précis en matière de données pour l’itération des processus, l’optimisation des paramètres et l’analyse des défauts, améliorant ainsi en permanence la cohérence de l’assemblage et le rendement de production des pompes pour véhicules à énergie nouvelle.

IV. Conclusion

En tant que composant de précision essentiel du système de gestion thermique, la qualité de l’assemblage par serrage de la pompe à eau des véhicules à énergie nouvelle constitue le fondement du fonctionnement stable de l’ensemble du système de gestion thermique du véhicule et est directement liée à la sécurité du système « trois électriques » ainsi qu’à la durabilité globale du véhicule. Les équipements de serrage traditionnels, caractérisés par des processus rigides, une précision insuffisante, de faibles capacités de prévention des erreurs et un manque de traçabilité des données, ne peuvent plus répondre aux exigences de production en série de haute précision et de haute fiabilité pour les véhicules à énergie nouvelle.

Les outils de serrage intelligents à capteur de la série Danikor TTC résolvent avec précision les principaux défis d’assemblage liés aux pompes des véhicules à énergie nouvelle, tels que le dépassement de couple, la perte de couple, les vis flottantes, les filets endommagés et une force de serrage insuffisante. Ils éliminent fondamentalement les risques liés à la qualité et à la sécurité, tels que le desserrage des boulons, les fuites de liquide de refroidissement et les défaillances du système de gestion thermique. En offrant une solution de serrage intelligente tout-en-un pour les pompes des véhicules à énergie nouvelle et les composants de précision de gestion thermique, la série TTC de Danikor contribue à faire évoluer la fabrication des composants de ces véhicules vers une production plus précise, plus intelligente, traçable et allégée.