Aperçu
Un fabricant de systèmes automatisés de stockage en laboratoire avait besoin d’une structure d’empilage de haute précision pour des carrousels robotisés de stockage d’échantillons utilisés pour la gestion de microplaques dans des environnements pharmaceutiques et de laboratoire.
Le projet exigeait une approche innovante de fabrication et d’assemblage capable d’assurer une précision dimensionnelle exceptionnelle, une excellente répétabilité et une grande stabilité structurelle, tout en demeurant rentable pour la production. Artmetco a développé de nouvelles méthodes de fabrication et d’assemblage permettant une production fiable et de haute précision de ces ensembles de stockage complexes.
Le défi
Les systèmes automatisés de stockage en laboratoire reposent sur des systèmes robotisés capables de récupérer et de ranger des microplaques de façon répétitive, sans endommager les échantillons ni compromettre la précision du positionnement.
Les structures d’empilage devaient :
- Accueillir jusqu’à 24 tablettes de stockage dans un ensemble compact
- Maintenir un espacement des tablettes de ± 0,005 pouce
- Limiter l’inclinaison des tablettes à ± 1°
- Empêcher le déplacement ou le basculement des microplaques pendant la rotation du carrousel
- Permettre l’insertion et le retrait robotisés sans interférence
- Être fabriquées efficacement, sans recourir à des procédés d’usinage complet coûteux
Les méthodes de fabrication conventionnelles présentaient d’importantes limites.
Les structures entièrement usinées permettaient d’atteindre la précision requise, mais à un coût prohibitif, tandis que les assemblages soudés entraînaient des variations dimensionnelles dépassant les tolérances acceptables. De plus, le pliage simultané de dizaines d’éléments structuraux selon différents angles, tout en assurant une répétabilité constante, dépassait les capacités des procédés conventionnels de fabrication de métal en feuille.
L’approche d’Artmetco
Artmetco a développé de nouveaux procédés de fabrication et de nouveaux concepts d’assemblage spécialement conçus pour les composants de haute précision destinés à l’automatisation de laboratoire.
Procédé innovant de fabrication des tablettes
A new sheet metal design was developed using:
- Precision-cut stainless steel side panels
- Continuous formed shelf flanges
- Integrated retention tabs
- Anodized aluminum structural components with Teflon-treated interfaces
The process enabled shelf supports and retention features to be created directly from the side panels while maintaining exceptional dimensional consistency.
Un nouveau concept de fabrication de métal en feuille a été développé à l’aide de :
- Panneaux latéraux en acier inoxydable découpés avec précision
- Rebords de tablettes formés en continu
- Languettes de retenue intégrées
- Composants structuraux en aluminium anodisé avec surfaces traitées au Téflon
Ce procédé a permis de créer directement les supports de tablettes et les éléments de retenue à partir des panneaux latéraux, tout en maintenant une précision dimensionnelle exceptionnelle.
Formage avancé en plusieurs étapes
Afin de maintenir des tolérances serrées tout au long de l’assemblage, Artmetco a développé de nouveaux concepts de montages et d’alignement intégrant :
- L’insertion simultanée de multiples goupilles
- Des systèmes de positionnement pneumatiques
- Une répartition contrôlée des forces d’insertion
- Des montages de serrage de précision
- Des outillages d’alignement optimisés
L’équipe a également identifié l’incidence des résidus de revêtement en Téflon sur les assemblages filetés et a mis au point des méthodes de préparation améliorées afin d’assurer une précision d’assemblage constante et reproductible.
Innovations techniques
Le projet a permis de développer un savoir-faire manufacturier précieux dans plusieurs domaines clés :
- Formage de haute précision de métal en feuille pour les composants d’automatisation de laboratoire
- Procédés de pliage simultané de multiples caractéristiques
- Conception de montages de précision pour un assemblage répétable
- Techniques de positionnement pneumatique contrôlé
- Méthodes d’assemblage améliorées pour les composants de précision revêtus
- Solutions économiques en remplacement des ensembles entièrement usinés
