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Recherche appliquée

Le Swiss Plastics Cluster est soutenu par La Nouvelle Politique Régionale du Canton du Fribourg dans la réalisation de projets collaboratifs de recherche appliquée. Les projets regroupent des entreprises et des partenaires académiques.

P4P2-2

Vers les processus industriels de la plasturgie 4.0 : Recherche de gains de productivité par le diagnostic des lignes de production plastique et par l’amélioration process

L’étude Process4Plastics (P4P) se subdivise en deux projets dont la finalité est l’amélioration de la productivité et la réduction des coûts de production du secteur de la plasturgie. L’avant-projet intitulé P4P-1 a été réalisé en 2015 avec la collaboration de 5 entreprises du Swiss Plastics Cluster et le soutien du PST-FR. Les résultats de P4P-1 sont l’identification des nouvelles exigences clients et des enjeux de la plasturgie dans le contexte d’Industry 4.0, les concepts méthodologiques pour améliorer le procédé d’injection et la démarche de résolution retenue pour la poursuite de l’étude P4P. Le deuxième projet intitulé P4P-2 est le sujet de la présente demande. Son objectif de disposer d’une méthodologie d’ingénierie process P4P de la production de pièces plastiques injectées. Cette méthodologie repose sur l’expérience acquise des expérimentations réalisées en laboratoire et en entreprise et des procédures d’amélioration développées. La méthodologie P4P est constituée de composants méthodologiques basés d’une part sur des mesures et leur qualification utilisant en autre des approches inspirées du Data Mining et, d’autre part, de nouvelles procédures qui pourront être transférée en partie ou dans leur ensemble sur les sites de production en préparation à la production intelligente selon les concepts d’industrie 4.0.

Partenaires
HES-SO//Fribourg HEIA-FR institut SESI, Johnson Electric Switzerland AG, Plastechnik AG, Schoeller Allibert Swiss Sàrl, DuPont International Operations Sàrl, GF Machining Solutions, Redel SA, Plaspaq SA

ASSCO

Etude d’application du surmoulage d’éléments sensibles pour la réalisation d’assemblages intégratifs

Pour les produits mécatroniques, le processus d’injection se présente comme une technologie d’intégration attractive et économique. L’injection plastique permet la réalisation de la partie assemblage et protection des différents composants dans un seul et unique processus. Néanmoins, pour cause de pression et températures élevées obtenues en injection plastique, le risque d’abimer des composants sensibles est important et pose donc problème.

Aujourd’hui, dans la plupart des cas, les composants sont assemblés au boitier par un procédé supplémentaire (collage, vissage, soudage, …) nécessitant ainsi des opérations longues et coûteuses. L’objectif du projet ASSCO consiste donc à établir un recueil des bonnes pratiques permettant de réaliser des assemblages intégratifs avec des composants sensibles par processus d’injection plastique. Ceci permettra par conséquent de simplifier à tous les niveaux les actuelles chaines de montage utilisées dans ce domaine.

Partenaires
HES-SO//Fribourg HEIA-FR iRAP, Johnson Electric International AG, JESA SA, Phonak Communications SA, Contrinex SA, Adatis SA, E.M.S Electro Medical Systems SA, Plaspaq SA, Grand Perret (Group Faiveley), Nestlé STC et Dentsply Maillefer SA

Sponsor
DuPont

PolyLife

Longévité de composants industriels à base de polymères sous contraintes extérieures

Le vieillissement d'une pièce plastique exposée à des températures élevées, à des produits chimiques agressifs ou à des rayons ultraviolets résulte d'une combinaison de l'oxydation moléculaire (dégradation chimique) et de micro-fissures (dégradation physique). En corrélant l'altération des liaisons chimiques, observée par les méthodes mises au point lors du précédent projet PolyAge, avec la propagation des fissures, mesurée par une nouvelle méthode ultrasonique, ce projet va permettre l'estimation du cycle de vie global de polymères industriels. 

Partenaires
HES-SO//Fribourg HEIA-FR ChemTech, Johnson Electric International AG, JESA SA, Wago Contact SA, et Geberit Fabrication SA

Poster PDF

Process4Plastics (P4P-1)

Le processus de mise en forme (moule-machine-régulation) et sa qualification en plasturgie sont fortement conditionnés par les exigences du produit final et de productivité. Le processus d’ingénierie du process est au coeur du métier de la plasturgie. Ce processus se devra d’offrir des réponses technologiques et organisationnelles aux problématiques de la :

• Modernisation des appareils de production en se basant sur les diagnostics
• Prise en compte de l’évolution « Industry 4.0 » avec des sites de production plastique intelligents
assurant des gains de productivité, tout en étant plus respectueux de l’environnement.

L’étude Process4Plastics (P4P) se subdivise en deux projets dont la finalité est l’amélioration de la productivité et la réduction des coûts de production du secteur de la plasturgie. Le premier projet intitulé P4P-1 financé par le PST-FR constitue une phase d’analyse préliminaire dont l’objectif est l’identification des nouvelles exigences clients et des enjeux de la plasturgie 4.0 dont devront faire face les entreprises de la plasturgie à l’horizon 2015-2020. Sur la base des résultats du premier projet et de la démarche proposée dans la poursuite de l’étude, un deuxième projet intitulé P4P-2 pourrait être conduit avec le soutien des entreprises dans l’objectif de disposer d’une méthodologie d’ingénierie process P4P de la production de pièces plastiques s’appuyant sur le diagnostic de lignes de production (processus aval) et sur l’analyse de la valeur produit/process (processus amont). 

Partenaires
HES-SO//Fribourg HEIA-FR iRAP, Contrinex AG, DuPont International Operations Sarl, GF Machining Solutions, Johnson Electric Switzerland AG, Kistler Instrumente AG, Plastechnik AG

Tight Overmolding

Etude d’application du surmoulage direct d’inserts par procédé d’injection visant à atteindre un haut niveau d’étanchéité.  

Le surmoulage des inserts est une technique hybride établie. L’application d’une technologie intégrative, évitant des opérations supplémentaires ou l’application de tolérances serrées, offre des avantages économiques et écologiques. Une problématique majeure de cette technologie est la réalisation de liaisons étanches entre les inserts et la partie surmoulée.  L’objectif du projet Tight Overmolding consiste à établir un recueil des bonnes pratiques pour la surinjection des inserts.

Partenaires
HES-SO//Fribourg HEIA-FR iRap, Johnson Electric International AG, JESA SA, Mecaplast SA, Contrinex SA, Fischer Connectors SA, LEMO SA, Sonceboz SA, Du Pont de Nemours et Biesterfeld.

Flyer PDF
Poster PDF

PolyAge

Prédiction de la durée de vie de polymères utilisés dans des applications industrielles par caractérisation physicochimique de leur dégradation et simulation de leur vieillissement  

Ce projet vise à prédire la durée de vie de polymères soumis à des contraintes de température et/ou à des agents chimiques, ainsi qu'à l'exposition aux rayons ultraviolets. Ceci nécessite une compréhension profonde des phénomènes de dégradation chimique et structurelle des polymères durant leur vieillissement. En particulier, ce projet s’attache à simuler le vieillissement de polymères utilisés dans des applications industrielles afin de prédire leur durée de vie, permettant ainsi un gain de temps considérable lors de la qualification et du choix des matériaux.

Partenaires
HEIA-FR Institut ChemTech, Wago Contact SA, JESA SA, Johnson Electric International AG, Geberit Fabrication SA, PST-FR

Poster de projet

SigmaPlast

Etude d’application des polymères hybrides, fortement conducteurs et injectables

La compétitivité économique dirige les dispositifs électriques/électroniques vers une forte tendance d’intégration, de miniaturisation et de modularité. Dans le but d’intégrer des pistes conductrices dans des pièces plastiques, des com-binaisons de matières innovatrices sont de plus en plus nécessaires. L’objectif du projet SigmaPlast consiste à éva-luer le potentiel des polymères hybrides lorsqu’ils sont utilisés comme pistes conductrices en combinaison avec des pièces plastiques injectés.

Partenaires
HEIA-FR, institut iRAP, Wago Contact SA, Phonak Communications SA, Meggitt SA, Fisher Connectors SA, Sonceboz SA, Dolder AG / RTP, Plaspaq SA, ASULAB, Swatch Group

Flyer SigmaPlast

UsagE

Analyse de l'usure des engrenages plastiques

La résistance à l'usure des pièces plastiques est, et reste, une problématique que rencontrent fréquemment les entreprises, membres du Réseau plasturgie, lors des choix de conception et des couples de matériaux. Les matières sont caractérisées de manière indépendante de l'appariement des produits finis en étant toujours testées contre un acier standard. Une matière plastique se comportera différemment si elle est en contact avec une autre matière. Cela engendre une grosse lacune dans les données des fabricants de matières disponibles à la bonne conception des assemblages.

Partenaires
HEIA-FR, Johnson Electric, KBS Spritztechnik, ASS AG, Minimotor, Sonceboz

Flyer UsagE

PolyHT

Polymères low cost pour hautes températures et fatigue

L'utilisation de pièces plastiques à hautes températures, avec charges variables, nécessite l'utilisation de polymères spéciaux, principalement le PEEK. Mais le prix élevé de ce matériau limite son emploi. Avec une bonne connaissance, des matériaux alternatifs pourraient suffire dans certaines applications. Des petites modifications (charges, greffes, réticulation) de matériaux actuels pourraient les rendre comme une alternative viable et meilleur marché au PEEK. La caractérisation précise de matériaux actuels et la recherche de ces modifications sont les buts de ce projet.

Partenaires
HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Johnson Electric, Plaspaq, Jesa, Sonceboz, ETA

ResuPlast

Résistance à l'usure des pièces plastiques

Dans le secteur de la plasturgie, les pièces plastiques techniques s’imposent comme des solutions très adaptées à la grande série. Celles-ci remplissent des fonctions techniques de plus en plus exigeantes en termes de capacité de charge et de durabilité. La résistance à l’usure est une problématique que rencontrent fréquemment les entreprises, membres du Réseau plasturgie, lors des choix de conception et des couples de matériaux. L’objectif du projet est de disposer d’une base de connaissances suffisante sur le comportement en usure d’un grand nombre d’appariements plastique-plastique et plastique-métal. L’étude sera aussi incrémentée de l’étude des plastiques traités en post-processing, par l’analyse de l’influence des traitements sur le comportement à l’usure. Ces données obtenues principalement par expérimentation seront utiles à la sélection des appariements adaptés pour la conception de pièces soumises à de l’usure.

Partenaires
HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Johnson Electric, Minimotor, Tedec AG, KBS-Spritztechnik CH GmbH, Liebherr Machines Bulle SA

MagPlast

Etude de l'application des matériaux polymères chargés, magnétiques et injectables

Le concepteur de dispositifs utilisant des aimants permanents (matériaux magnétiques durs) ou de capteurs (matériaux magnétiques doux) est limité par les formes et les caractéristiques des pièces disponibles sur le marché et ne peut que très difficilement obtenir un couple forme/propriétés adapté à ses besoins. L'utilisation de l'injection plastique de matériaux fortement chargés en particules magnétiques permettrait potentiellement de réaliser, avec des techniques de post-processing idoines, des pièces "sur mesure". L'objet du projet est d'explorer les différents processus de mise en oeuvre et de donner une cartographie des propriétés magnétiques que l'on peut obtenir et des limites géométriques atteignables par le procédé d'injection.

Partenaires
HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Johnson Electric SA, Digi Sens AG, Minimotor SA, Geberit Fabrications SA, Jesa SA, Plaspaq SA

fileadmin/user_upload/PST-FR Document/PST-FR_charte_site_web_260314.pdf

InnoProd

Benchmarking de la productivité

Les entreprises actives dans l'injection plastique mettent souvent en place des actions d'amélioration de leur productivité et de réduction des coûts. Il leur est difficile de comparer leur performance à celles d'autres entreprises concurrentes, surtout si celle-ci sont tributaires d'un autre environnement économique (en Asie par ex.). L'objectif du projet est d'établir un comparatif de la productivité des entreprises partenaires qui, bien qu’actives sur des marchés différents, sont confrontées au même environnement macro-économique.

Partenaires

Johnson Electric International AG, Wago Contact SA, KBS-Spritztechnik CH GmbH, Mecaplast SA, Jesa SA, Cebo Injection Sàrl, Fri Up, Platinn, HEIA-FR, institut SeSi

BioPlast

Matériaux biodégradables pour l'emballage

Ce projet consiste à mettre en commun les efforts des entreprises actives dans le secteur des biomatériaux pour sélectionner les meilleurs matériaux et pour affiner les processus d’utilisation. Le Réseau plasturgie mettra ensuite les connaissances au service des entreprises partenaires afin qu’elles raccourcissent leur temps d’apprentissage dans la mise en oeuvre de ces polymères biodégradables.

Partenaires

HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Cafag SA, Plaspaq SA, Dentsply Maillefer SA, UNI-FR Département de chimie, ISPA Alençon

Camate

Canaux chauds pour matériaux thermosensibles

Pour éviter les déchets des canaux d’injection qui servent à couler les pièces, on utilise les canaux chauds qui apportent le plastique directement dans la cavité du moule. Ils permettent une économie de plastique, une augmentation de productivité et une diminution de l’impact écologique. Cette technologie a ses limites, car certains matériaux se dégradent dans les canaux chauds. L’objectif de ce projet est d’identifier la nature de ces problèmes de dégradation et d’y apporter des solutions.

Partenaires

HEIA-FR Institut TIN - iRAP, SAIA-Burgess Murten AG, Wago Contact SA, Mecaplast SA, André Gueissaz SA, Hasco Suisse AG, Jesa SA

Lotus 2

Moules auto-nettoyants

Ce projet vise à appliquer les connaissances acquises lors d’un projet phare (Lotus 1) à une problématique similaire rencontrée lors du procédé d’extrusion. Un autre objectif est de caractériser les coûts et la longévité de certains revêtements anti-adhérents appliqués à un moule entier. Dans le cadre de ce projet, nous allons effectuer des analyses (nano)tribologiques afin d’identifier si l’efficacité d’un revêtement est liée à une grandeur qui peut être mesurée à l’échelle laboratoire. Ce projet servira de base pour une plateforme de service qui permet d’identifier des revêtements antiadhésifs appropriés pour n’importe quel polymère.

Partenaires

HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Geberit Fabrications SA, Saia Burgess Murten AG, Maillefer SA, Redel SA, KBS-Spritztechnik GmbH

Lotus 1

Moules auto-nettoyants

Lors de l'injection plastique, certains polymères créent des dépôts dans les cavités des moules. Ces dépôts peuvent occasionner des défauts sur les pièces et des dommages sur les moules qui nécessitent d'arrêter la production, ce qui cause des pertes de productivité. Le projet de recherche a pour objectif d'identifier une couche à appliquer dans les cavités pour éviter les dépôts et donc limiter la fréquence d'entretien des moules. A terme, de tels moules autonettoyants auront une influence significative sur la productivité des entreprises actives dans l'injection.

Partenaires

HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Institut Adolphe Merkle, Wago Contact SA, SAIA-Burgess Murten AG, Mecaplast SA

Poster de projet

Smart rheo

Rhéomètre capillaire

La caractérisation des polymères, d’un point de vue technique, passe essentiellement par la caractérisation de leur viscosité en fonction de la température et de la vitesse de cisaillement. Elle permet de contrôler la qualité des matériaux utilisés en injection et d’assurer une qualité constante. D’autre part, la simulation d’injection par ordinateur nécessite la connaissance de plusieurs paramètres de la matière utilisée. Même si le logiciel dispose d’une base de données bien fournie, il arrive très souvent que les analyses touchant à des matières spécifiques doivent être réalisées approximativement avec des données proches, mais non identiques. L’achat du rhéomètre capillaire a permis au Réseau plasturgie de disposer des moyens d’analyse nécessaires pour combler cette lacune et pour faire le contrôle des matériaux de base de façon efficace.

Partenaires

HEIA-FR Institut TIN - iRAP, Wago Contact SA, Mecaplast SA

ALPlastics

ALPlastics is a network of private/public actors involved in local development policies in 5 Alpine regions. ALPlastics will promote a public-private cooperation and create proper conditions for OPEN and STRATEGIC INNOVATION in the Alpine Plastics Clusters and strengthen the related economic sector. In the frame of ALPlastics, the project partners will work at an OPEN INNOVATION PLATFORM: they will analyse market megatrends and drivers; scout and benchmark R&D top competencies and then create an atlas of top technology providers and propose these technologies to Alpine space SMEs, with the aim to steer strategic innovation of SMEs and strengthen their competitiveness. The result can be an improved competitiveness on the market, and an ability to create new businesses, also outside the typical market frames.

 

Partners

Proplast (IT), Clusterland Oberösterreich GmbH, Kunststoff-Cluster (AT), Plastipolis (FR), Chemie-Cluster Bayern GmbH (DE), CARMA (FR), Swiss Plastics Cluster (CH), Regione Piemonte (IT)

Passage du Cardinal 11
Annexe 2
CH-1700 Fribourg

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