Les opérations de transformation du bois et des pâtes et papiers nécessitent des matériaux offrant une excellente résistance aux impacts, à l’abrasion ainsi qu’à la friction. Plusieurs plastiques de performance répondent à ces exigences tout en étant nettement plus légers que les métaux. Ces plastiques offrent des avantages concrets pour une production plus efficace et sont surtout plus sécuritaires.
Bien que le domaine des polymères puisse sembler complexe, il est possible de faire des choix de matériaux stratégiques en se basant sur leurs propriétés respectives et en fonction des contraintes auxquelles ces derniers seront exposés, optimisant ainsi vos chaînes de production. Dans cet article, nous discuterons de 4 avantages d’utilisation et offrirons des exemples concrets d’applications sur vos lignes de production. Nous explorerons également les différents bénéfices de ces polymères qui, à terme, permettront de réduire vos besoins en maintenance et les arrêts de production.
Les avantages concrets des polymères de performance
1. La réduction du niveau de bruit
Plusieurs industries, tout particulièrement celle du bois, emploient des machines et des équipements qui génèrent un niveau de bruit très élevé. Pensons par exemple aux scies, aux convoyeurs ainsi qu’aux chutes : les impacts sont fréquents et la friction est importante. Ce sont deux contraintes qui, combinées, génèrent un niveau de bruit potentiellement dangereux. Comme recommandé par le gouvernement du Québec dans l’Annexe 1 des Lignes directrices sur l’industrie du bois de sciage et ses expertises techniques[1], recouvrir la surface des convoyeurs est un moyen efficace d’atténuer le niveau de bruit. Dans ce cas, l’utilisation du TIVAR® 88 est particulièrement de mise. Il s’agit d’un UHMW (ultra-high-molecular-weight polyethylene ou polyéthylène de masse molaire très élevée) conçu spécifiquement pour des applications exigeantes. Concrètement, installer un revêtement de TIVAR® 88 directement sur la surface métallique des convoyeurs permettra de réduire de façon importante le bruit engendré par la matière première qui circule sur les chaînes de production. Étant très résistants et surtout très absorbants, les revêtements d’UHMW permettent d’absorber l’énergie produite par le convoyage de matières. Il en résulte ainsi une réduction des vibrations ainsi qu’une diminution du niveau de bruit causé par la chute des matières premières.
Outre le TIVAR® 88, d’autres UHMW peuvent être utilisés dans la conception de revêtements qui permettent de réduire le bruit. Le TIVAR® POLYSTEEL est un UHMW dont l’usage est prisé dans l’industrie du sciage de bois et des pâtes et papiers. Possédant les mêmes avantages pour lesquels l’UHMW est utilisé (une grande résistance aux impacts, à l’abrasion, une absorption des chocs et une réduction du bruit), il est aussi doté d’une autre propriété très intéressante : la détection par magnétisme. En effet, la résine du TIVAR® POLYSTEEL possède un additif lui permettant d’être repéré par un détecteur de métal, réduisant ainsi les risques de contamination des copeaux de bois.
Pour des besoins encore plus spécifiques tels que la réduction du bruit dans des environnements extrêmement poussiéreux ou la réduction de la charge en électricité statique, le TIVAR® DRYSLIDE® sera en mesure de répondre efficacement à ces contraintes. Cet UHMW est un dissipateur électrostatique, ce qui en fait un matériau parfaitement adapté aux environnements où la réduction de l’électricité statique est un enjeu important. En ce qui concerne la réduction de la friction, ce plastique de performance est aussi un choix très intéressant en raison de son coefficient de friction, le plus bas parmi les UHMW de la gamme TIVAR®.
2. Amélioration de la durée de vie des équipements
Le convoyage de matières premières provoque inévitablement de la friction aux points critiques, particulièrement en ce qui concerne les guides de chaînes ainsi que la surface des convoyeurs et des chutes. Comme mentionné au point 1, lorsqu’utilisé comme revêtements pour réduire le bruit, le TIVAR® 88 possède aussi un autre avantage très important : il permet de protéger les surfaces sur lesquelles il est installé. Doté d’un coefficient de friction très bas, il facilite naturellement le glissement des matières premières sur sa surface à haute résistance à l’abrasion.
Il est aussi possible d’éliminer les besoins en lubrification grâce à des matériaux de performance qui ont la capacité de se lubrifier dans leurs mouvements grâce à une résine enrichie d’un additif à cet effet. Ces plastiques autolubrifiants sont particulièrement utiles dans la fabrication de guides de chaînes puisqu’ils sont soumis à une friction constante. L’utilisation de pièces de nylon autolubrifiant permet d’optimiser ce type d’équipement et de réduire l’usure des chaînes et des systèmes de convoyage. Grâce à son excellente résistance à la compression, à ses propriétés autolubrifiantes ainsi qu’à sa résistance supérieure à l’usure, le NYLON NYCAST® NYLOIL® est parfaitement adapté à ce type d’utilisation. De façon générale, en installant des pièces de plastique de haute performance là où le niveau de friction est critique, on réduira le niveau d’usure imposé aux équipements de production. En optant pour une combinaison stratégique de plastique et de métal, il sera ainsi possible de limiter les contacts métal contre métal causant une usure importante.
Outre le NYCAST® NYLOIL®, plusieurs autres types de nylons de performance peuvent être utilisés dans la conception de pièces et de composantes réduisant la friction. Le NYCAST MOS2, un nylon doté d’une autolubrification au molybdène, offre une réduction de la friction combinée à une excellente résistance à la compression.
Pour des pièces mécaniques devant résister aux impacts, le nylon NYCAST 6MPY est une excellente option alors que pour une résistance accrue aux températures élevées, le NYCAST XHA est mieux adapté. De façon globale, les nylons possèdent une grande résistance à l’usure, des propriétés autolubrifiantes et une grande force mécanique (tension/compression/stabilité dimensionnelle), en plus d’être facilement usinables. On les utilise dans la conception d’engrenages, de guides, de coussinets ainsi que d’une multitude d’autres pièces mécaniques.
3. Réduction des risques d’accident
Les plastiques peuvent permettre de réduire de façon directe et indirecte les risques d’accident.
Protection directe :
Écrans de sécurité et de protection : Faits de polycarbonate, ces plaques de plastique transparentes sont dotées d’une impressionnante résistance aux impacts (250 fois supérieure à celle du verre). Des écrans fixés aux endroits critiques, tels qu’aux emplacements où des pièces en mouvement sont accessibles et où des éléments peuvent être projetés, sont préférables pour éviter tout risque d’accident.
Grillages de sécurité : Ces grillages sont faits de FRP (plastique renforcé de fibres), un matériau composite 75 % plus léger que l’acier et résistant à la rouille. Les grillages de FRP sont durables, faciles à installer et ne nécessitent que très peu d’entretien.
Structures antidérapantes : Dans le secteur d’exploitation du bois, il est inévitable que les microparticules de bois et de poussière présentes dans l’air retombent au sol et se déposent sur la surface des structures, réduisant ainsi leur adhérence. Une solution simple est d’opter pour des structures en caillebotis de FRP, un matériau qui permet de réduire les risques de chutes grâce à sa finition antidérapante. La surface d’un caillebotis de FRP a aussi comme avantage de demeurer antidérapante même lorsqu’elle est recouverte de poussière.
Protection indirecte :
Diminution du niveau de décibels : Un niveau de décibels trop élevé peut causer des accidents de travail et contribuer au développement de maladies professionnelles. Avec des revêtements de plastique tels l’UHMW TIVAR® 88, on réduit le niveau de décibels et par le fait même les risques d’accidents causés par le bruit.
4. Optimisation de la production
Les plastiques de performance permettent une réduction de l’usure des composantes et des systèmes, entraînant ainsi une amélioration de la durée de vie des composantes de la ligne de production et, conséquemment, une diminution des besoins en maintenance. Vous limiterez donc les arrêts, ce qui optimisera votre taux de production et augmentera vos bénéfices.
Les composantes de plastiques de haute performance permettent aussi de sécuriser l’environnement de travail du personnel. En offrant un environnement de production moins bruyant où l’accès aux pièces en mouvement est restreint par des pièces de protection, on réduit les risques d’accident tout en augmentant le rendement du personnel.
Étude de cas- Prolam
Transformation du bois – Fabricant de planchers pour remorques
Dans le cas de l’entreprise Prolam, la transformation du bois en produit fini nécessite une chaîne de production complexe dont chaque étape se doit d’être optimisée afin de respecter des standards élevés quant à la qualité de leurs produits. Le plastique de performance est donc utilisé dans des applications concrètes et offre des avantages importants.
Le niveau de bruit
Chez Prolam, le convoyage de la matière première, ici des planches de bois, génère un niveau de bruit très élevé et de vibrations constantes, notamment en ce qui concerne les chutes et les convoyeurs.
La solution pour réduire le bruit et les impacts
La solution la plus efficace est d’éviter que la matière première soit en contact direct avec des surfaces métalliques en recouvrant les chutes et les convoyeurs d’un revêtement de TIVAR® 88. Ce dernier absorbe les impacts lors de la manutention des planches de bois et permet de réduire de façon importante le bruit généré par le convoyage.
Le TIVAR® 88 permettra, dans ce cas, de faciliter le convoyage du bois par une réduction des bruits, des vibrations et de l’usure tout en offrant au personnel un milieu de travail moins bruyant et plus sécuritaire.
La friction
Les chaînes de convoyeurs sont soumises à un stress et une friction constante. Le contact métal contre métal entraîne une usure prématurée en raison de l’abrasion générée par le frottement de la chaîne contre la surface métallique.
La solution pour réduire la friction
.jpeg?width=225&name=image00004-min%20(1).jpeg)
Prolam a décidé de réduire la friction en installant des guides de chaîne en NYLON NYCAST® NYLOIL®, un matériel autolubrifiant. Opter pour ce type de plastiques permet par le fait même de grandement diminuer les besoins en lubrification externe puisque le polymère contient un additif de lubrification ajouté à même sa résine lors de sa conception. Dans ce cas, le NYCAST® NYLOIL® permet de faciliter le glissement de la chaîne tout en diminuant l’usure puisqu’elle n’est plus en contact direct avec une surface métallique. Le NYLON NYCAST® NYLOIL® est aussi utilisé comme revêtement de convoyeur pour réduire le frottement, ce qui permet de faciliter la manutention sans endommager le bois.
[1] Lignes directrices sur l’industrie du bois de sciage et ses expertises techniques, p. 82. http://www.environnement.gouv.qc.ca/publications/note-instructions/00-12/ligne-dir-bois-sciage.pd
