L'équipe de développement de Drake Plastics transforme les polymères à ultra-hautes performances en solutions ultra-haute performance
Développement de produits et de procédés de transformation : Là où les idées se concrétisent
L’histoire de Drake se caractérise par des percées dans le développement de la technologie des procédés de fusion et la conception d’équipements spécifiques aux thermoplastiques à ultra-hautes performances. L’inventivité aussi. Le moteur de nos efforts : chaque produit Drake que nous avons développé est né de la réponse aux besoins et aux défis posés par l’un de nos clients.
Percée technologique dans les techniques et équipements de transformation
Les initiatives de développement et les investissements de Drake sont axés sur les polymères avancés et englobent diverses méthodes de transformation. La transformation par fusion est notre technologie de base et l’épine dorsale de notre entreprise. Nous nous concentrons sur le développement de conditions optimales pour l’extrusion de nouvelles configurations de 1/2 produits à partir de matériaux de notre gamme de matériau, ainsi que de nouvelles formes dans de nouveaux plastiques et formulations de polymères à haute performance. Nous validons également les conditions de processus optimales pour le moulage par injection de nouveaux polymères et de nouvelles formulations en fonction des demandes des clients pour des pièces fabriquées à partir de ces produits. Notre objectif est de préserver le niveau maximal des propriétés de chaque polymère, afin de non seulement extruder et mouler des produits conformes aux spécifications, mais aussi de fournir des matériaux dont les performances sont optimales. Notre objectif est également de proposer à nos clients de nouvelles dimensions,de nouvelles formes et de nouveaux polymères qui leur permettent de bénéficier des avantages des plastiques haute performance à mesure que les exigences de leurs applications deviennent plus élevées.
Les outils de l’équipe de développement de Drake comprennent notre profond savoir-faire en matière de science des polymères, les derniers progiciels de CAO/FAO, les logiciels de simulation, l’automatisation et les contrôles avancés, l’expertise en conception mécanique et des années d’expérience dans le traitement des plastiques avancés. Nous utilisons ces capacités pour concevoir, développer et construire des machines et des outils spécialisés pour chaque polymère avancé et chaque grade que nous traitons. Cette approche spécifique de technologies de transformations permet de créer des produits nouveaux et souvent uniques, dont les propriétés et la qualité sont optimisées en permanence.
Le niveau d’investissement que nous consacrons aux travaux de développement est l’un des principaux facteurs qui expliquent nos résultats en matière de nouveaux produits. Il comprend le personnel, les installations et les équipements exclusivement dédiés au travail de développement de Drake. Toutes ces ressources résident dans notre bâtiment d’ingénierie de 18 000 pi2 (1672,25m2) sur notre campus de 45 acres (18,2 hectares) à Cypress, au Texas. Cet engagement permet à notre équipe de rester concentrée sur les projets jusqu’à leur achèvement, plutôt que d’attendre du temps sur des équipements de production dont la priorité est justement d’honorer les commandes des clients. Une fois les projets achevés dans notre centre de développement, l’équipe technologique gère le transfert clé en main de l’équipement et du savoir-faire en matière de processus vers notre atelier de fabrication afin d’assurer une transition en douceur. Cette approche sans excuses permet d’accélérer le temps de développement, de garantir une qualité et une cohérence élevées lorsque les produits passent en production, et de préserver la réputation de Drake en matière d’inventivité, de service et de fiabilité des délais.
Développement de produits en semi-produits
Plus de deux décennies d’innovations Drake ont abouti à une gamme inégalée de formes de stock usinables, de dimensions et de configurations uniques, toutes destinées à servir les applications en expansion rapide de nos clients pour les polymères avancés.
Drake a commencé la production de pièces semi-produites en 1996 avec des barres Torlon PAI renforcées par du verre extrudé pour une application de l’industrie de la défense dont les performances sont critiques. Depuis lors, Drake s’est forgé une réputation de leader mondial dans l’extrusion de polymères avancés dans la plus grande variété de configurations de l’industrie. Une gamme inégalée de dimensions de barres, de plaques et de tubes sans soudure dans ces matériaux découle de l’engagement de Drake à fournir à ses clients des formes qui minimisent la perte de matière lors de l’usinage tout en répondant aux besoins d’une base croissante d’applications.
Les plus grands diamètres de barres rondes et les plus fortes épaisseurs de plaque au monde
Drake a développé les plus grands diamètres au monde pour les barres rondes de Torlon et de PEEK, avec différents grades disponibles dans des tailles allant jusqu’à 257mm, un record. Le travail de développement pour produire ces dimensions de manière cohérente a été particulièrement difficile. La masse de matériau dans les sections transversales exige un contrôle extrême pour éviter que les contraintes internes pourraient conduire à la rupture et créer des problèmes de contrôle dimensionnel lors de l’usinage. Aujourd’hui, notre inventaire standard comprend ces dimensions de grand diamètre ainsi qu’une gamme inégalée de barres rondes dans des grades non chargés, paliers et paliers et usure des grades renforcés de fibres et d’usure de Torlon PAI, Victrex PEEK et KetaSpire PEEK.
Drake a également mis au point la technologie permettant de produire la plaque de PEEK la plus épaisse au monde, qui dépasse les 4 pouces (101 mm). Comme pour la barre rond de grand diamètre, ces plaques de grande taille ont posé à notre équipe de développement le défi d’extruder des sections transversales épaisses sans niveaux défavorables de contraintes internes. Bien que des plaques épaisses moulées par compression soient couramment disponibles, le processus de compression produit généralement des formes qui manquent d’homogénéité et de propriétés physiques cohérentes. Grâce au travail fructueux de notre équipe de développement, les clients peuvent compter sur des tôles très cohérentes et fiables en termes de performances dans une gamme d’épaisseurs inégalée.
Des tubes sans soudure performants et rentables
Les demandes des clients ont également conduit au développement du tube sans soudure unique de Drake. Pour les pièces en Torlon PAI ou en Ultem PEI de configuration tubulaire, cette forme de stock très efficace permet d’économiser des coûts importants par rapport à l’usinage à partir d’une tige. Sa section transversale sans soudure élimine également les lignes de soudure faibles associées au tube extrudé. Pour répondre aux diverses exigences de performance des clients de différentes industries, Drake a également développé la technologie permettant de produire des tubes sans soudure dans plusieurs qualités de Torlon PAI et en Ultem 2300 renforcé de verre. La large gamme de combinaisons OD/ID qui fait désormais partie de notre capacité de production améliore la rentabilité des pièces usinées en fournissant des dimensions optimales proches des dimensions finies. Ces formes en thermoplastiques avancées ont été largement acceptées pour les performances et les avantages économiques qu’elles offrent dans les composants pour les équipements de services sévères dans les secteurs du pétrole et du gaz, du traitement chimique, de l’aérospatiale, de la défense et d’autres industries exigeantes.
Segments de jointure
Les efforts intenses déployés par Drake pour mettre en place des méthodes de production allégées ont également conduit au développement des Seals. Ces arcs extrudés uniques peuvent être utilisés pour fabriquer des anneaux de tout diamètre supérieur à 300 mm. Une gamme illimitée de dimensions personnalisées est disponible en utilisant un outillage très économique basé sur la conception de matrice modulaire exclusive de Drake.
Les segments de joints peuvent être usinés aux tolérances finales requises pour les joints en deux parties et les joints et roulements segmentés. Les économies réalisées sur les pertes de matière permettent de réduire les coûts de 50 % ou plus par rapport à la fabrication de la même pièce à partir d’un tube moulé par compression. L’économie est quadruplée, voire plus, par rapport à l’usinage de pièces à partir de plaques. En outre, Drake fournit des segments de joints dans des arcs qui dépassent légèrement la longueur de la pièce requise, de sorte que les moitiés ou segments d’accouplement peuvent être constitués rapidement et facilement. Il n’est donc plus nécessaire de diviser les tubes moulés par compression, d’épingler et de bander les sections ensemble et d’usiner l’ensemble de l’anneau pour obtenir une configuration adaptée à l’assemblage final en pièces finies.
Les segments d’étanchéité Drake sont disponibles en différentes qualités de Torlon PAI et PEEK. Contrairement aux tubes moulés par compression, les segments joints sont fournis avec des propriétés traitées par fusion et des certifications du fabricant de la résine conformes aux normes AMS, ASTM et Mil-P.
Drake PAI Feuille et film minces
Drake a mis au point des feuilles et des films minces en PAI de dimensions comprises entre 0,3 mm et 2,0 mm (0,012 – 0,079″) sur la base d’une qualité spéciale de ce polymère avancé. Comme pour tous les produits Drake, ce sont les besoins des clients qui ont motivé ce développement unique. Les performances du film et des produits en feuilles minces sont caractéristiques du PAI non renforcé. Ils se caractérisent par une résistance et une rigidité élevées à des températures bien supérieures à 300° F (150° C), une résistance chimique inhérente et d’excellentes propriétés d’inflammabilité. Ces produits PAI de faible épaisseur sont souvent collés à d’autres substrats et constituent une surface protectrice dure dotée de bonnes propriétés d’isolation électrique.
Développement de semi-produits dans les nouveaux polymères avancés
Des relations techniques solides avec les fournisseurs de résine et notre implication dans les tendances des matériaux et des applications dans les industries que nous servons permettent à Drake de rester au courant des opportunités de nouveaux polymères pour les formes et les pièces moulées.
Les développements récents comprennent des formes extrudées en KetaSpire PEEK XT et Victrex HT haute température, ainsi que le CryoDyn CT-200 de Drake, un PEEK de qualité cryogénique produit à partir de la résine PEEK CT 200 de Victrex. L’étendue du travail dans ces nouveaux produits comprend un engagement dédié au développement de la gamme de dimensions et de configurations nécessaires à l’évolution des besoins des clients.
Drake a également mis au point des semi-produits en polymères avancés que d’autres entreprises n’ont pas été en mesure d’extruder avec des propriétés et une qualité fiables et constantes. Par exemple, le Ryton R-4, un grade de PPS renforcé de 40 % de verre, est depuis des années un thermoplastique de référence pour le moulage par injection dans les applications chimiques et les équipements pétroliers et gaziers. Toutefois, en raison de ses caractéristiques de fusion uniques, le matériau n’était pas disponible sous forme de pièces extrudées. Des formes moulées par compression étaient disponibles, mais elles n’avaient pas la consistance et la résistance des tiges et des plaques extrudées. Les demandes des clients pour des pièces usinées en Ryton R-4 ont incité Drake à mettre au point une technologie d’extrusion adaptée au comportement du polymère avancé à l’état fondu. Le projet réussi a été transféré à notre installation de production où nous extrudons le Ryton R-4 dans une gamme de tailles de barres et de plaques standard pour l’inventaire ainsi que dans des configurations personnalisées.
Extrusion de polymères fournis par le client dans des pièces extrudées.
L’équipe technologique de Drake Plastics travaille en collaboration avec les clients qui ont des formulations de polymères exclusives qu’ils doivent convertir en semi-produits. Généralement, ce travail englobe plusieurs des capacités du site de Drake. Les projets nécessitent souvent une caractérisation du polymère en laboratoire afin d’établir une fenêtre de transformation avant l’extrusion du matériau dans une forme de stock. Ensuite, les propriétés et les caractéristiques de la forme extrudée sont testées dans notre laboratoire d’essais thermomécaniques. Les projets clés en main peuvent également inclure la production de pièces prototypes dans notre opération d’usinage CNC de précision pour la validation des performances du composant avant la production complète.
Un succès fondé sur des solutions
L’équipe de développement debarre rondeet de processus de Drakemesure son succès à sa capacité à fournir aux clients les solutions qu’ils recherchent au plus haut niveau possible de performance, de qualité et de cohérence. Notre étroite collaboration avec les clients sur les applications et l’évolution de la dynamique industrielle qui affecte les matériaux nous offre une fenêtre quasi permanente sur les possibilités de nouvelles solutions. Un engagement rapide et réactif envers les talents et les investissements nécessaires au développement de ces solutions définit notre culture et soutient notre capacité à continuer à les fournir à nos clients.
