Cas pratique : Un serrage par le vide sûr et économique pour le mobilier d’assise

Cas pratique : Un serrage par le vide sûr et économique pour le mobilier d’assise

La société danoise Kvist Industries A/S est spécialisée dans la fabrication de meubles d’assise haut de gamme réalisés exclusivement en bois massif ou moulé. Afin de répondre à ses propres exigences élevées en matière de qualité et de satisfaire aux demandes exclusives de ses clients, l’entreprise a décidé de privilégier l’usinage manuel des pièces par du personnel expérimenté. La finition des surfaces, qui nécessite un certain savoir-faire, joue notamment un rôle prépondérant. La fabrication de ces éléments fait appel à six machines d’usinage CNC différentes. Les pièces sont maintenues par un vide généré à l’aide de pompes à becs Mink de Busch.
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La société Kvist est principalement présente en Allemagne et dans les pays scandinaves, mais compte bien se développer en Chine, où la demande pour les produits de la société ne cesse de croître. Après un demi-siècle, les chaises et fauteuils des premières années sont devenus de grands classiques, qui connaissent aujourd'hui une véritable renaissance. Mais la gamme de produits Kvist compte également des nouveautés, au design plus contemporain (fig. 1). Le siège social de Kvist Industries A/S est installé dans la ville danoise d'Arre, à proximité de deux usines de production : la première est consacrée au mobilier d'assise et la seconde à la fabrication de tables.

Fig. 1 : Kvist Industries A/S, fabricant de chaises et de fauteuils haut de gamme

Kvist compte également une troisième usine de production en Lettonie, où près de 650 employés fabriquent diverses pièces. L'assemblage final des meubles et le contrôle qualité sont ensuite réalisés dans les locaux d'Arre.

Les deux usines implantées au Danemark sont chacune équipées d'un système de vide centralisé comprenant trois pompes à becs Mink afin de générer le vide nécessaire au serrage. Mises en service en juillet 2015, les deux unités sont venues remplacer des systèmes composés de pompes à anneau liquide et de pompes à palettes rotatives sèches. Les pompes à palettes rotatives nécessitaient en effet une maintenance importante en raison de l'usure des palettes. De plus, la chaleur résiduelle du générateur était évacuée directement dans la zone de production. Le bruit de fonctionnement important du système incommodait par ailleurs les employés. Le niveau hydraulique des pompes à anneau liquide impliquait quant à lui un contrôle continu, et il était nécessaire de faire l'appoint ou de remplacer l'eau dès que celle-ci était polluée par de la poussière de bois.

Rune Kvist, directeur technique, n'était pas satisfait par ces générateurs de vide en raison de leurs performances fluctuantes qui pouvaient parfois entraîner des problèmes de serrage lorsque le niveau de vide requis n'était pas atteint ou atteint trop lentement. Le système de vide centralisé de Busch lui a alors semblé constituer la solution d'alimentation en vide idéale : « Nous avions au total six pompes à vide réparties sur les trois centres d'usinage CNC, avec deux tables dédiées à la production des meubles d'assise. La chaleur dégagée par les anciens systèmes ainsi que le haut niveau sonore avaient un impact négatif sur les postes de travail. Aujourd'hui, nous n'avons plus que trois pompes à becs Mink montées à l'extérieur du bâtiment, qui passeraient inaperçues si nous ne savions pas que c'est grâce à elles que nous disposons en permanence du vide nécessaire au serrage ».

Ce changement a également permis d'améliorer nettement la fiabilité de fonctionnement. Le vide requis est instantanément disponible, et ce à tout moment, grâce à la tuyauterie reliant les pompes à vide et les machines CNC (fig. 2) et qui permet de disposer d'une réserve de vide de 200 millibars. Le haut niveau de fiabilité de fonctionnement est également garanti par le système de commande basé sur la demande. Les seules pompes à vide en service sont celles qui sont effectivement requises pour maintenir le niveau de vide au sein de la tuyauterie. En pratique, deux des trois pompes à becs Mink installées suffisent. Par conséquent, même avec l'une des unités en panne, la production n'est pas impactée.

Fig. 2 : Machines d'usinage CNC de pièces en bois massif ou moulé

Mais le système de commande basé sur la demande et l'entraînement avec variateur de fréquence des pompes à becs Mink offrent un autre atout majeur, puisqu'ils permettent de réaliser d'importantes économies d'énergie. Tout d'abord, grâce à la technologie de vide à becs, sans contact et sans usure, une pompe à becs Mink requiert moins d'énergie que d'autres pompes à vide similaires de taille équivalente. Ensuite, la capacité d'aspiration et les performances en vide restent constantes tout au long du cycle de vie de la pompe, alors que la capacité d'aspiration et le niveau de vide pouvant être atteint par des pompes à palettes rotatives sèches déclinent au fil du temps en raison du vieillissement des palettes. C'est la raison pour laquelle une pompe à becs Mink de taille réduite permet souvent de remplacer une pompe à palettes rotatives sèches plus imposante. En pratique, cela implique une puissance moteur inférieure pour une capacité d'aspiration équivalente.

En règle générale, un système de vide centralisé nécessite un nombre de pompes moindre qu'une solution décentralisée installée directement au niveau des centres d'usinage CNC. Et c'est justement pour cette raison qu'il a été possible de remplacer les six pompes à palettes rotatives par seulement trois pompes à vide Mink. Les six pompes à palettes rotatives fonctionnaient pendant toute la durée de service. Avec le système de vide centralisé, une seule pompe à vide Mink fonctionnant à 50 Hz suffit, parfois complétée par une seconde pompe, mais sur une courte durée et généralement à une fréquence inférieure. La société Kvist a ainsi constaté des économies d'énergie de 61 %, soit 22 600 kWh par an (fig. 2) pour la seule activité de production de mobilier d'assise. Et le deuxième système de vide centralisé dédié à la fabrication de tables présente des résultats similaires.


Fig. 3 : Comparatif de consommation énergétique entre l'ancien système de vide décentralisé avec pompes à vide et surpresseurs à palettes sèches

Rune Kvist se déclare désormais pleinement satisfait de cette solution d'alimentation en vide centralisée. Il a d'ailleurs décidé d'adopter également cette technologie pour la nouvelle usine lettone, via l'installation de deux systèmes de vide centralisés identiques, avec pompes à becs Mink.

Selon Rune Kvist, « les pompes à becs Mink impliquent un coût de maintenance pratiquement nul ». La société a en effet conclu un contrat de maintenance avec Busch, qui inclut l'inspection annuelle de toutes les pompes à becs Mink et la vidange de l'huile d'engrenage. La technologie de vide à becs permettant un fonctionnement sans usure, le remplacement de pièces usées ou le contrôle du liquide d'opération, comme c'était le cas avec les pompes à palettes rotatives et les pompes à anneau liquide, deviennent de l'histoire ancienne.


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