Il s'est passé beaucoup de choses en termes de technologie d'éclairage depuis que les premiers « véhicules » motorisés ont commencé à emprunter les routes. Au début de l'histoire de l'automobile, les lanternes montées sur le côté ou sur le capot étaient chose courante. Depuis, elles ont été remplacées par des lampes électriques. Avec les lanternes, on pouvait encore parler littéralement de « point de combustion », car la lanterne, alors souvent une lampe à l'acétylène, abritait une flamme qui donnait de la lumière.
Un dispositif obscurcissant supplémentaire a été conçus en 1908 : un câble sous gaine permettant d'actionner un levier qui éloignait la flamme du gaz du foyer du réflecteur. Environ 100 ans plus tard, le monde a bien changé, et la lumière fut. Avec les nouvelles technologies et les lampes LED haute performance, nous avons littéralement progressé de plusieurs années-lumière. Cependant, ces nouveautés nécessitent des systèmes de production innovants partiellement ou entièrement automatisés, afin d'assurer la précision requise pour la fabrication de ces pièces sensibles. Telle est la mission des constructeurs d'installation expérimentés de Vescon.
Vescon Systemtechnik GmbH est située à Gleisdorf, près de Graz. De nombreux projets variés y sont mis en œuvre, de l'automatisation et de l'ingénierie des processus à la technologie énergétique et au développement de logiciels. L'une de ces solutions d'automatisation et de technologie de processus bien pensées, spécialement conçue pour une usine slovaque du fournisseur automobile ZKW Group, est utilisée pour la production d'un phare entièrement LED. Il s'agit d'un module d'éclairage LED qui, par la disposition « matricielle » des LED et la possibilité d'obscurcir certains segments de LED, permet de ne pas éblouir les autres usagers de la route tout en assurant un éclairage optimal de la voie.
Les véhicules situés devant ou venant en sens inverse sont détectés via des capteurs visuels et les segments sont sélectivement activés ou désactivés en fonction du trafic. Les transitions coordonnées entre les modes d'éclairage se traduisent par un éclairage homogène et optimisé de la route pour le conducteur, sans changement brusque de lumière, comme il peut y en avoir en passant des feux de route aux feux de croisement. Le conducteur peut ainsi s'adapter plus facilement au nouveau réglage de la lumière. Il s'agit d'un gain de sécurité certain, car le reste de l'environnement reste bien éclairé par les feux de route.
Lors de la conception, il s'agissait de prendre en compte des processus difficiles à gérer, tels que l'application d'une pâte thermique à deux composants. Christoph Legat, chef de projet chez Vescon Systemtechnik GmbH : «La pâte durcit très rapidement. Nous avons donc dû veiller, pendant la phase de conception, à ne pas dépasser sa durée d'applicabilité lors du processus. Cette durée indique combien de temps un matériau réactif peut être traité ou, dans ce cas, pendant combien de temps il est possible de placer les composants LED dans la pâte avant que le matériau n'ait trop durci. »
La pâte thermique est nécessaire, car les LED puissantes produisent de la chaleur qui doit être dissipée. Dans le phare fini, de petits ventilateurs veillent en outre à ce que la chaleur soit dirigée vers l'avant du phare, ce qui contribue au dégivrage de ce dernier. « Il faut s'assurer que la bonne dose de pâte thermique a bien été appliquée sur toutes les surfaces voulues, sinon certaines zones peuvent être surchauffées. C'était sans aucun doute l'un des défis particuliers de ce système », explique M. Legat, chef de projet.
Un second défi à relever pour l'assemblage des phares a été le rivetage à chaud. Ce dernier consiste à déformer un dôme de plastique à une température précise pour former une tête de rivet. Christoph Legat : « Cette tête de rivet repose sur le réflecteur et doit maintenir ce dernier et la platine sur le dissipateur de chaleur de manière absolument stable et sûre. Dans ce contexte, le rivetage doit être si précis qu'il ne peut y avoir d'espace faisant osciller les composants lors du test de vibration final ou en cours d'utilisation réelle, car dans le pire des cas, l'éclairage pourrait en pâtir pendant la conduite. »
Le client a opté pour une solution partiellement automatisée, dans laquelle plusieurs opérateurs sont toujours impliqués. Cette solution a, d'une part, octroyé une plus grande flexibilité et réduit en même temps les frais d'investissement, et d'autre part, le fabricant peut plus facilement inclure différents composants ou variantes de produit dans ses considérations. Malgré la manipulation manuelle, l'ensemble du système est surveillé par un contrôleur étape après étape. Une base de données gère au niveau supérieur toutes les données produit et les informations sur le processus de production de chaque phare. Chaque phare peut être retracé avec précision du début à la fin du processus de fabrication.
Dans la première étape, l'opérateur prend un boîtier de phare et le place dans le premier poste de traitement. Il choisit ensuite le type ou la variante à fabriquer. « Voici un exemple parfait : un phare conçu pour un véhicule, mais qui se retrouve sur d'autres marchés non européens. Dans ce cas, d'autres modules de clignotants sont parfois utilisés, car les réglementations légales locales exigent la possibilité de basculer entre les feux clignotants et les feux de jour », explique M. Legat.
Chaque opérateur travaille sur deux à trois postes d'assemblage différents, tandis que les vérins de verrouillage garantissent la bonne tenue des pièces. Toutefois, ces derniers ne font pas que fixer les pièces, ils ne libèrent le composant pour le retrait qu'une fois que toutes les étapes de traitement nécessaires ont été correctement exécutées. L'opérateur place divers composants et accompagne le phare jusqu'à la première station de traitement entièrement automatisée, à savoir celle de l'application de la pâte thermique. Une fois à cet endroit, le phare a déjà tout le câblage, le système de réglage et le module de feux de route. Un manipulateur à trois axes est ensuite utilisé. Il a été fourni par les spécialistes du Festo Technic and Application Center directement sur le site Vescon et prêt-à-installer.