Comparaison de deux systèmes: Le système tubulaire et les profilés d’aluminium

De nombreux ingénieurs font l’erreur d’utiliser des extrusions d’aluminium partout sur leur ligne de production. Voici comment éviter de créer des structures surpuissantes, surdimensionnées et surpayées.

Ce guide couvrira les éléments suivants:

1. Quels sont les avantages de chaque système?
2. Comment choisir un système modulaire?
3. Quel type de structure souhaitez-vous construire?
4. De quelle capacité de chargement avez-vous besoin?
5. Votre structure évoluera-t-elle avec le temps?
6. Quel est votre budget?
7. L’esthétique est-elle une priorité?
8. Conclusion

Quels sont les avantages de chaque système?

Ces systèmes modulaires ne doivent pas être considérés comme des concurrents car ils ont leurs avantages uniques et doivent être utilisés dans des situations différentes. Parce que les constructions en aluminium sont plus robustes et plus précises, elles constituent un choix évident pour les systèmes de production impliquant la robotique et l’automatisation. D’autre part, le système de tuyaux d’acier et connecteurs incarne parfaitement le concept Lean Manufacturing. Il est simple à assembler et à personnaliser tout en étant plus abordable.

Tuyaux d’acier et connecteurs

• Les prix sont beaucoup plus bas
• Les structures peuvent être assemblés plus rapidement
• Le systême est facile à comprendre et à utiliser
• Ce commande en ligne
• Les structures peuvent facilement être testées, améliorées, adaptées, pour être cohérentes avec la philosophie Lean

Extrusions d’aluminium

• La capacité de charge est supérieure
• Les structures en profilés sont plus solides, elles peuvent supporter des movements rapides et répétitifs
• Le style est moderne et épuré 
• Le systême est plus précis
• Idéal pour les gabarits et la robotique
• Plus de composants sont disponibles pour l’intégration en robotique et automatisation

Comment choisir un système modulaire?

Plusieurs éléments sont à considérer lors de l’analyse des différentes options de systèmes modulaires liés à l’implantation ou à l’adaptation d’une ligne de production. Maximiser l’efficacité de la production, s’assurer que les employés travaillent de manière sécuritaire et ergonomique et s’assurer que le plan de production puisse être adapté au fil du temps sont des points clés à garder à l’esprit tout au long du processus de réflexion.

Autant les extrusions d’aluminium telles que celles produites par 80/20 ou Vention que les systèmes tubulaires conçus à partir de tubes et connecteurs, tels que ceux qu’offrent Flexpipe, fournissent d’excellentes solutions pour les ingénieurs et responsables de plancher. Toutefois, chaque type de produits regroupe des caractéristiques uniques qui influencent la façon dont chacun d’entre eux sera optimisé dans un contexte de production.

Quel type de structure souhaitez-vous construire?

Parce que les structures en profilés d’aluminium sont plus robustes, elles sont un choix évident pour les systèmes de production impliquant la robotique et l’automatisation.

Les profilés sont fabriqués avec un équipement raffiné qui peut offrir des niveaux de tolérance extrêmement élevés. Leur nature légère, durable et résistante permettent la prise en charge une variété d’applications robotiques confrontées à des mouvements rapides et répétitifs, telles que:

• Structures de montage robotisées
• Gabarits
• Systêmes automatisés
• Systêmes de convoyeur haute précision ou lignes d’assemblage
• Rampes et plateformes
• Solutions de sécurité (guardes)

C’est une question de haute précision

Avec le système tubulaire, il reste un espace d’intubation d’un pouce lors de l’insertion des tuyaux dans les raccords, même si les tubes doivent être complètement insérés. Cet espace fait en sorte que la structure tubulaire n’a pas la même stabilité que la structure d’aluminium.

Bien que le jeu d’espace facilite le processus de montage en offrant à l’assembleur une marge d’erreur pendant la conception, cette caractéristique rend les systèmes de tubes en acier plus adaptés à certains types de structures bien spécifiques. Bien que ce détail puisse être utile dans certains contextes, les faits demeurent: les structures tubulaires ne sont pas aussi stables et précises que les systèmes conçus en extrusion d’ aluminium. 

Les structures de tuyaux d’acier et connecteurs sont plus adaptées à d’autres types d’utilisation. 

Voici quelques exemples de systèmes de manutention qui seraient optimisés s’ils étaient construits en tubes et connecteurs plutôt qu’en profilé d’aluminium, les profilés étant considérés comme trop robustes et trop chers pour ces besoins:  

Racks à gravité

• Pour assurer la production en continu.
• Structures de type supermarché pour des stocks à proximité.
• Racks coudés pour réduire les mouvements inutiles.
• Chaînes de flux d’une seule pièce pour le Lean Manufacturing.
• Postes de travail munis de racks à gravité pour libérer le sol.

Étagères

• Étagères de rangement à valeur ajoutée.
• Racks de travaux en cours pour moins de pièces défectueuses. 
• Rupports d’empilage pour s’adapter aux changements de produits.
• Racks de stockage pour prévenir des erreurs.

Postes de travail modulaires

• Postes U-Cell pour réduire le temps de fabrication. 
• Postes de travail debout pour travailler de façon ergonomique. 
• Centres de travail pour relayer les informations relatives aux tâches à proximité. 
• Tables de travail personnalisées selon les besoins des employés.
• Postes de travail ESD pour réduire les défauts de fabrication.

Tableaux modulaires

• Panneau d’utilisation ou shadow board.
• Cube pivotant et tableau à 8 faces.
• Espace de rencontre.
• Tableaux à 1 et 2 faces, à 3 et 4 faces.

Chariots

• Chariots de kitting.
• Chariots wagon.
• Chariots de travail en cours.
• Chariots de ramassage et de camion.

De quelle capacité de chargement avez-vous besoin?

Les structures les plus solides peuvent supporter une charge allant juqu’à 2000 livres!

Le systèmes modulaire comme celui de Flexpipe utilise principalement des tuyaux de 28 mm de diamètre extérieur, avec ou sans revêtement de plastique. L’épaisseur des tuyaux varie généralement entre 1 et 2 mm, offrant différents niveaux de solidité qui peuvent être adaptés aux caractéristiques du projet. Comme le diamètre du tube reste le même, les structures Flexpipe ne seront jamais aussi solides que les structures d’extrusions d’aluminium pourraient l’être si elles étaient faites avec la plus grande taille de profilés.

L’éventail de choix liés aux différentes tailles de profilés (allant de 20 millimètres carrés à 180 x 360 millimètres) fait des extrusions d’aluminium une option parfaite pour les systèmes de production impliquant des charges très lourdes.

Les profilés en aluminium sont offerts en différents types et tailles, le plus populaire étant le 6063-T5, allant souvent de 1 X 1 à 1,5 X 1,5 pouces. La variété des dimensions en pouces ou en millimètres carrés fait en sorte que les profilés constituent un bon choix pour les projets impliquant une grande versatilité.

Selon cet article paru sur Formaspace, l’alliage d’aluminium 6105-T5 a une résistance à la traction de 35 000 livres par pouce carré! 

Votre structure évoluera-t-elle avec le temps?

En raison de la simplicité et des coûts relativement bas liés au système tubulaire, les tests peuvent être effectués plus facilement avant la mise en œuvre de nouvelles structures. Les fabricants peuvent donc rapidement configurer une large gamme de composants selon les besoins de leur chaîne de montage et faire évoluer le tout en fonction de leur expérience, en impliquant un minimum d’investissement. 

Les ingénieurs peuvent passer plus de temps à réfléchir et à optimiser continuellement les processus d’assemblage plutôt que de concevoir chaque structure à partir de zéro, ce qui se traduit par une plus grande satisfaction au travail et une optimisation du processus de production!

Parce que les systèmes modulaires de tubes sont plus simples et impliquent moins de composants, il est plus facile pour les ingénieurs de faire leurs achats en ligne, de déterminer eux-mêmes les produits à acheter selon leurs besoins spécifiques et ainsi, de devenir plus créatifs, plus rapidement!

Le système tubulaire est également plus accessible aux employés travaillant sur les chaînes de montage. Sa simplicité favorise leur implication dans le processus d’optimisation, tout en stimulant leur proactivité et leur capacité à améliorer leurs outils de travail. Ces avantages ont une influence très positive sur la satisfaction et la motivation professionnelle de tous!

Le coût des profilés étant plus élevé, la période de tests sur le terrain devient par conséquent plus coûteuse et plus risquée.  Cette notion rend donc l’ensemble du processus d’améliorations et d’essais plus ardu qu’avec le système tubulaire. Cette contrainte a tendance à entraîner un processus de planification plus long et plus complexe lors de la création de nouvelles structures modulaires.

S’adapter et évoluer: un processus omniprésent

Incarnant parfaitement le concept du Lean Manufacturing, les systèmes de production modulaires comme ceux de Flexpipe peuvent facilement être adaptés pour répondre aux nouveaux besoins et à la réalité de la production. Encore une fois, la simplicité des structures garantit que tout changement peut être appliqué rapidement et testé immédiatement, laissant ainsi place aux erreurs et à l’amélioration continue.

La modification des structures en profilés d’aluminium déjà existantes est un peu plus complexe, car ces dernières sont également plus compliquées à assembler en premier lieu, en raison des divers composants disponibles dans le système. L’aspect modulaire des structures n’est donc pas aussi facilement adaptable aux feedbacks et aux tests. D’un autre côté, la variété des composants permet plus d’options et de possibilités pour l’intégration robotique et l’automatisation de systèmes spécialisés.

Quel est votre budget?

Bien que le coût des produits varie en fonction des spécifications du projet, l’aluminium a tendance à être environ 30% plus cher que l’acier. 

Pour certaines entreprises de fabrication qui conçoivent et travaillent avec un nombre important de postes de travail et de systèmes de production, le choix du matériel devient très important. L’application générale a une importance significative dans l’option à choisir.

Cependant, en ce qui concerne les applications intra-logistiques où des chariots poussoirs et des racks à gravité sont nécessaires, par exemple, le coût et la flexibilité des systèmes tubulaires l’emportent sur les extrusions d’aluminium.

L’esthétique est-elle une priorité?

Certains professionnels aiment les lignes sobres, droites et l’apparence moderne des profilés en aluminium. Ces derniers les considèrent donc comme un meilleur choix en ce qui concerne l’esthétique de leur système modulaire.  

Bien qu’il soit possible d’acheter des extrusions d’aluminium colorées, il est plus courant de voir une finition en aluminium clair ou encore de couleur bleuâtre typique de l’aluminium anodisé souvent observée sur les extrusions de Vention par exemple, en raison des coûts impliqués dans le processus de coloration.

En plus des couleurs traditionnelles noires et argent de l’acier inoxydable, les systèmes tubulaires comme ceux de Flexpipe proposent des tubes de couleur bleu, jaune, vert, blanc, rouge, orange, gris et ivoire. Les choix de couleurs visent principalement à faciliter l’utilisation de systèmes de codage sur le plancher de production, mais peuvent également apporter une atmosphère plus légère à un environnement de travail!

Si vous cherchez un style plus élégant et sobre, les tubes en acier inoxydable de Flexpipe assortis de joints chromés pourraient très bien correspondre à vos goûts.

Conclusion

Alors que les deux produits offrent des solutions personnalisées, créatives et efficaces pour répondre aux besoins des divers contextes de production, leurs particularités techniques rendent leur utilisation respective complémentaire: chacun d’eux est plus approprié dans différents contextes du système de production. 

Sur votre chaîne de montage typique, tout système de construction lié à la robotique ou à l’automatisation sera probablement plus efficace et précis s’il est construit avec des profils en aluminium. D’autre part, les systèmes conçus à partir de tubes et de connecteurs d’acier seront le choix évident lors de la construction de supports, d’étagères, de postes de travail, de panneaux modulaires ou de chariots!

Temie Fessa, chargé de projets chez Flexpipe travaillant dans le domaine depuis plus de dix ans, affirme que beaucoup de ses clients utilisent les deux systèmes dans des contextes différents.. Il souligne que lorsque des ingénieurs ou des consultants utilisent des extrusions d’aluminium sur leur chaîne de production depuis longtemps, ils ont tendance à conserver les mêmes habitudes lorsque vient le temps de concevoir de nouvelles structures: cette approche faisant partie de leur “héritage professionnel”. Parce qu’ils sont tellement habitués aux profilés d’aluminium, ils ne remettront pas nécessairement en question leurs choix ou ne chercheront pas d’autres alternatives, à moins d’une demande spécifique liée à des coupures budgétaires, par exemple.

Toutefois, comme le prix des tubes et connecteurs en acier est beaucoup plus bas que celui des extrusions d’aluminium, une fois qu’ils découvrent les systèmes tubulaires et leur facilité d’utilisation, de nombreuses entreprises commencent à intégrer les produits tubulaires dans l’environnement de production. C’est particulièrement le cas lorsqu’ils n’ont pas besoin de l’aspect robuste ou de la précision apportée par l’aluminium. L’utilisation de systèmes tubulaires en d’acier leur donne donc la possibilité de réduire les coûts, sans aucun inconvénient.