Les laboratoires de plastiques sont généralement chargés de tester un volume élevé d’échantillons similaires tout en essayant de maintenir des résultats cohérents et fiables. Certains peuvent gérer le défi avec une opération largement manuelle et gérée par l’homme, mais la plupart des entreprises bénéficieront grandement de l’automatisation d’au moins une partie de leur équipement d’essai.

L’intégration de l’automatisation dans les processus d’essai existants peut profiter aux fabricants de plastiques en offrant :

• Des résultats plus reproductibles
• Débit plus élevé
• Meilleure utilisation (et plus sûre) de la main-d'œuvre
• Des données d’essai plus sécurisées

L’étendue de ces avantages peut varier d’un fabricant à l’autre, mais la plupart des laboratoires peuvent s’attendre à un retour sur investissement important en prenant des mesures pour automatiser.

Répétabilité améliorée

Pour les laboratoires de plastiques qui testent des centaines d’échantillons similaires chaque jour, la répétabilité est généralement une préoccupation majeure, et un défi. L’adhésion à des normes d’essai strictes telles que ASTM D638 ou ISO 527 exige des résultats cohérents qui peuvent être difficiles à obtenir lorsque le potentiel d’erreur humaine est répandu.

De nombreuses normes sur les plastiques sont assez compliquées et nécessitent des mesures « très, très précises » telles que le module, a déclaré Sammi Sadler, ingénieure d’applications chez Instron.

Les variations de technique d’un opérateur à l’autre, ou même les variations d’un seul opérateur, peuvent entraîner des données d’essai moins cohérentes et moins fiables. Un utilisateur humain peut ne pas toujours être en mesure de charger un échantillon parfaitement verticalement, par exemple, et toute différence d’angle peut influencer les résultats.

Les plus grandes variables dans les essais de plastiques proviennent de l’alignement, de la mesure et de la pression de la poignée, a déclaré Sadler.

« Si nous pensons aux mâchoires à action latérale à vis pour tester les plastiques, la quantité de pression qu’elles appliquent lors du serrage sur l’échantillon, cette pression pourrait varier d’un échantillon à l’autre, ou d’un utilisateur à l’autre », a-t-elle déclaré.

Une configuration automatisée s’attaque à ce problème en veillant à ce que la mesure, l’insertion et l’alignement de chaque échantillon soient effectués de la même manière, offrant ainsi un grand potentiel pour économiser le temps et les dépenses liés à la mise au rebut des échantillons défectueux.

Armés de données plus cohérentes qui ne sont pas affectées par les erreurs ou les variations humaines, les opérateurs de laboratoire peuvent plus facilement analyser les résultats, a déclaré Kelvin Fernandez, chef de produit marketing en amont d’Instron pour les systèmes robotiques.

« Vous pouvez dire : « Je sais que j’ai supprimé cette variable, et mes résultats sont toujours mauvais », donc c’est lié au produit, ou peut-être à la configuration de l’essai ou quelque chose comme ça », a déclaré Fernandez.

Meilleur débit, sans ajout de personnel

Avec la quantité considérable d’échantillons très similaires testés, les laboratoires de plastiques peuvent améliorer considérablement l’efficacité et le débit en automatisant au moins certains de leurs processus, a déclaré Richard Spiegel, spécialiste de l’automatisation chez Instron.

« C’est la même chose encore et encore », a-t-il dit. « L’automatisation devient d’autant plus facile, et quand c’est plus facile, ça devient d’autant moins cher. »

Lorsqu’un système peut charger suffisamment d’échantillons pour effectuer des essais sans surveillance pendant la nuit, le laboratoire peut augmenter son débit sans doter un autre quart de travail en personnel, et constater des économies de coûts qui aident à compenser les dépenses initiales de mise en œuvre de l’automatisation.

Main-d’œuvre optimisée

Plus le niveau d’automatisation est élevé, plus un opérateur humain peut gérer de tâches lorsqu’il n’a pas à surveiller de près le bâti d’essai. Au fur et à mesure que la séquence automatisée s’exécute, il peut analyser les données ou préparer la prochaine série d’échantillons, ou s’il a d’autres types d’essais qui nécessitent encore un processus manuel, il peut effectuer ces essais sur un autre système.

Certaines entreprises cherchent à automatiser presque par nécessité parce qu’elles ne trouvent tout simplement pas de candidats qualifiés pour pourvoir les postes de laboratoire vacants, a déclaré Spiegel.

« Ils n’ont plus personne là pour charger le bâti d’essai », a-t-il dit. « Ils essaient de pourvoir un poste comme celui-là et ils ont du mal, alors ils ont vraiment besoin de faire une bien meilleure utilisation de la main-d’œuvre dont ils disposent. »

Sadler a convenu que le roulement du personnel dans les laboratoires d’essai peut jouer un rôle dans la décision d’automatiser.

« C’est vraiment frustrant d’amener les gens à se familiariser avec la façon de tester pour répondre à ces normes », a-t-elle dit, « donc le fait de ne pas avoir à s’inquiéter du roulement ajoute également à l’avantage de l’automatisation. »

Santé et sécurité

Pour les opérateurs humains qui travaillent dans le laboratoire de plastiques, un système d’essai automatisé comme l’AT3 ou l’AT6 leur évite de charger et de décharger les échantillons à plusieurs reprises, de se pincer les doigts ou de se pencher pour se pencher au bon angle lorsqu’un bâti d’essai n’est pas situé dans une position ergonomique.

Au lieu que les opérateurs effectuent potentiellement des centaines de mouvements répétitifs tout au long de la journée, Spiegel a déclaré qu’ils peuvent tester le même volume avec beaucoup moins de travail physique. L’alignement, la mesure et l’élimination des échantillons sont gérés automatiquement.

« Ils chargent maintenant un rack dans un système d’automatisation et appuient sur Démarrer une fois », a-t-il dit. « Et il fait ce même montant. »

Données verrouillées

La protection des données d’essai est tout aussi essentielle que le processus d’essai lui-même. Les résultats des essais Bluehill Universal sont automatiquement exportés vers le système de production d’une organisation.

Et avec les fonctions de sécurité appropriées activées dans le logiciel, les utilisateurs qui n’ont pas encore la formation et l’expérience requises peuvent se voir attribuer un niveau d’autorisations inférieur, ce qui contribue à empêcher que ces précieuses données ne soient modifiées ou supprimées par inadvertance. Cela contribue à assurer la répétabilité, ce qui, encore une fois, est un défi clé dans les essais de plastiques.

Le module de traçabilité de Bluehill fournit également un historique complet des révisions afin que chaque ajout, suppression ou modification soit enregistré avec un horodatage et le nom de l’utilisateur qui a effectué la modification. Ceux qui ont un accès approprié sauront ce qui a été modifié, quand et par qui.

"Vous disposez d'une trace très vérifiable de toutes les modifications apportées", a déclaré M. Spiegel.

Et puisque Bluehill est livré avec des méthodes d’essai prédéfinies qui sont spécialement conçues pour les normes d’essai de plastiques courantes, telles que ASTM D638, ASTM D790, ISO 527 et ISO 178, le logiciel fait une grande partie du travail pour le laboratoire.

« Ils n’ont donc tout simplement pas à y penser », a déclaré Sadler. « C’est quelque chose qui apporte également du réconfort au client. »

Vers une plus grande efficacité

Ce ne sont pas tous les fabricants qui travaillent avec des plastiques qui seront prêts à adopter une configuration d’essai entièrement automatisée, mais même des mesures progressives peuvent aider à faire des progrès notables pour améliorer l’efficacité. La mise à niveau vers un extensomètre automatique ou le remplacement des anciennes mâchoires manuelles, par exemple, peut se traduire par des essais plus cohérents pour les organisations qui ne veulent pas s’éloigner de leur environnement axé sur l’humain.

« Passer de mâchoires à action latérale à vis avancées à des mâchoires pneumatiques est un grand pas vers des résultats plus reproductibles », a déclaré Sadler. « Et puis, l’ajout de solutions de plus en plus automatisées est le plus idéal. »

Selon le niveau d’automatisation qu’il adopte en fin de compte, un laboratoire peut transformer radicalement son fonctionnement, augmentant ainsi son débit, sans ajouter plus de quarts de travail, tout en permettant aux opérateurs humains d’utiliser leur temps de manière plus productive.

« Imaginez-vous pendant huit heures par jour, assis devant un bâti et chargeant, attendant que ce soit terminé, puis enlevant les pièces et en rechargeant à nouveau », a déclaré Fernandez. « C’est le principal problème ou le principal point sensible pour le client, vraiment, c’est cette attente. »