Cerclage

Le cerclage , également connu sous le nom de groupage et de cerclage , est le processus consistant à appliquer une sangle sur un article pour le combiner, le stabiliser, le maintenir, le renforcer ou le fixer. Une sangle peut également être appelée cerclage . Le cerclage est le plus souvent utilisé dans l' industrie de l'emballage .

Le bracelet est un matériau plat et flexible, le plus souvent fabriqué en acier ou en divers types de plastique .

L'acier est le feuillard le plus ancien et le plus résistant à la traction. Il est disponible dans une variété de largeurs et d'épaisseurs ainsi que dans des variations de qualité d'acier . L'acier est utilisé pour le maintien de charges lourdes lorsqu'une résistance élevée et un étirement minimal sont souhaités. Les finitions de surface des feuillards en acier comprennent : la peinture , la peinture et la cire , le bleuissement ou le zinc et la cire. La cire est utilisée pour mieux transmettre la tension autour du faisceau et pour une utilisation avec certains types de tendeurs . Les applications courantes comprennent les bobines d'acier, les faisceaux de métal, les fils de fer , les briques et autres pavés , ainsi que la fixation des extrémités des rouleaux.

Le cerclage en acier est vendu au poids plutôt qu'à la longueur en raison de la dilatation et de la contraction naturelles de l'acier au cours du processus de fabrication. Une bobine de cerclage en acier de 3/4 x 0,020 donne environ 19,6 pieds par livre.

Le feuillard en polypropylène (orienté ou tendu) est un matériau économique conçu pour l'assemblage, la palettisation et le groupage de charges légères à moyennes. Il est disponible en différentes largeurs, épaisseurs et variantes de polymères (par exemple, copolymères ). La plupart des feuillards en polypropylène sont gaufrés et certains sont également imprimés. Ce produit offre un allongement à la rupture plus élevé, mais tend à avoir un étirement mort irrécupérable avec une contrainte constante . Ce que les utilisateurs finaux ne savent généralement pas est que le feuillard en polypropylène perd environ 50 % de la tension appliquée en une heure, et que cette perte de tension est accélérée avec l'augmentation de la température ambiante . Par conséquent, bien qu'il soit adapté aux paquets en raison d'un degré d'énergie stockée qui absorbera toute relaxation qui se produit dans le feuillard, un relâchement inacceptable du feuillard peut se produire après un certain temps s'il est utilisé sur un produit solide, comme la brique ou le béton. De plus, le feuillard en polypropylène est sensible à la dégradation par les UV et peut se dégrader rapidement s'il est laissé exposé aux éléments. La dégradation par les UV peut être atténuée en spécifiant l'utilisation d'un feuillard noir ou d'un inhibiteur d'UV.

Le cerclage en polypropylène peut être imprimé. Pour une qualité et une précision optimales, l'impression est réalisée pendant la production (et avant le gaufrage). L'impression peut également être réalisée après la production sur le gaufrage, au prix d'une qualité réduite. Les deux options offrent des avantages en termes de sécurité et de marketing pour le produit cerclé .

Le polyester et le nylon orientés ou tendus sont les produits de cerclage en plastique les plus résistants et sont utilisés comme une alternative viable au cerclage en acier dans certaines industries. Le polyester offre une excellente tension retenue sur les charges rigides. Ses excellentes propriétés de récupération aident une charge à absorber l'impact sans rupture de la sangle.

Il existe des types spécialisés disponibles pour des applications spécifiques. Par exemple, dans les climats froids, une sangle collée avec de la colle thermofusible est utilisée car elle résiste aux intempéries .

La sangle en nylon est celle qui présente la plus grande résistance spécifique des trois plastiques, mais elle est rarement utilisée en raison de son prix élevé. La sangle en nylon était autrefois très populaire, mais au fil du temps, la sangle en polyester a presque complètement remplacé le nylon. La sangle en nylon est toutefois toujours utilisée dans les applications en chambre froide, car elle ne glisse pas autant que les autres types de plastique.

Les sangles tressées et tissées sont disponibles dans plusieurs constructions, principalement en polyester et en rayonne . Certains types sont réutilisables. Comme ce système utilise une boucle pour un joint, les sangles tressées et tissées peuvent avoir une résistance plus élevée que les bandes d'acier. Les sangles en polyester tressé ont également une élongation plus élevée que les autres systèmes de sangles, ce qui leur confère une mémoire idéale pour les expéditions maritimes et ferroviaires. Comme les sangles en polyester tressé et tissé sont légères et souples, elles constituent également une alternative plus sûre aux bandes d'acier.

Les feuillards en papier sont utilisés pour attacher des produits en papier entre les processus industriels . Cela permet d'introduire le paquet dans le processus sans couper les feuillards, ce qui peut entraîner une désintégration prématurée du produit.

Les feuillards composites sont constitués de filaments de polyester intégrés longitudinalement sur toute la longueur de la sangle, ce qui leur confère une résistance à la traction. Ces fibres de fil de polyester sont intégrées dans un revêtement en polypropylène . Le polypropylène fournit de la mousse à la sangle, mais améliore également la caractéristique antidérapante lorsqu'il est combiné avec la boucle en fil métallique. Dans l'industrie de la sécurisation des charges, le composite est souvent appelé « acier synthétique ». Il est très résistant à l'abrasion et présente la plus grande efficacité de jonction lorsqu'il est utilisé avec une boucle. Ces deux avantages ne sont pas affectés par le climat.

Voici quelques exemples :

• Regrouper des articles pour la manutention et l'expédition : journaux, tuyaux, bois d'œuvre , blocs de béton, etc.
• Fixation d'articles sur des palettes , des patins et des caisses
• Fixation d'articles sur des wagons plats , des semi-remorques à plateau ,
• Sécurisation d'un chargement unitaire de briques, de verre emballé, de pièces métalliques, etc.
• Fermeture de boîtes en carton ondulé et de conteneurs d'expédition
• Fixation de bobines d'acier ou de papier
• Contenir des balles de produits agricoles ou textiles
• Articles de sécurisation de chargement dans des conteneurs intermodaux , des wagons couverts , et des semi-remorques

Le cerclage est le plus souvent utilisé en bandes horizontales ou verticales complètes. Des protections de bord sont utilisées pour aider à répartir la charge dans les coins et réduire les dommages causés à la charge par la sangle tendue. Le cerclage peut également être utilisé en boucles fixées aux points de maintien sur les wagons, les patins, etc.

Une fois la sangle tendue, elle est souvent scellée sur elle-même. La sangle en acier est scellée avec un joint à encoche, un joint à sertir, un joint sans joint ou par soudage . Les joints se présentent sous différentes formes selon l'application ; certains peuvent être mis en place après la tension de la sangle, tandis que d'autres doivent être installés avant la tension. Pour créer le joint, le joint et la sangle sont entaillés des deux côtés ; si un ensemble d'encoches est créé, on parle de joint à encoche unique , si deux ensembles d'encoches sont créés, on parle de joint à double encoche . Les joints à sertir utilisent également un joint, mais des ondulations de sertissage sont utilisées à la place des encoches formées. Ces sertissages forment de grandes forces de frottement qui empêchent le joint de suinter. Les joints sans joint sont créés en formant des clés imbriquées au milieu de la sangle.

Le plus souvent, les feuillards en plastique sont assemblés en les faisant fondre ensemble en ajoutant de la chaleur au joint. Pour les feuillards plus fins, généralement de 16 mm (0,63 po) et moins, la chaleur est introduite à l'aide d'un système de couteau chauffant. Tout d'abord, le couteau chauffant se déplace entre les feuillards. Ensuite, un plateau se soulève et comprime les feuillards et le couteau chauffant contre une enclume pendant des dizaines de millisecondes. Le plateau descend ensuite et le couteau chauffant est retiré. Une fois que le couteau chauffant est complètement dégagé des feuillards, le plateau remonte et comprime le joint de sorte que les parties fondues du feuillard se mélangent et durcissent.

Pour les feuillards en plastique plus épais, généralement de 0,73 mm (0,029 po) et plus, la friction est utilisée pour créer de la chaleur dans le joint. Le processus commence avec le feuillard comprimé entre le plateau et l'enclume. Un vibrateur est intégré au plateau ou à l'enclume, qui a des dents ; il y a également des dents sur le composant opposé, qui ne bouge pas. Le vibrateur est rapidement mis en vibration, ce qui crée suffisamment de chaleur pour faire fondre l'interface entre les deux feuillards, en raison du frottement. Pour terminer la soudure, le vibrateur est arrêté et la pression est maintenue jusqu'à ce que le joint soit solidifié. Les feuillards en polypropylène et en polyester peuvent également être scellés de manière similaire, la chaleur étant produite par le son sous forme d'ondes ultrasonores traversant les matériaux et sortant de la structure moléculaire. Ils sont ensuite comprimés comme dans un thermoscellage. Dans le soudage par ultrasons des plastiques, des vibrations de faible amplitude à haute fréquence (15 kHz à 40 kHz) sont utilisées pour créer de la chaleur par le biais du frottement entre les matériaux à assembler. L'interface des deux pièces est spécialement conçue pour concentrer l'énergie pour une résistance de soudure maximale.

Il peut également être joint manuellement par sertissage d'un joint ou via une boucle.

Le joint est la partie la plus faible du système, par conséquent le type de méthode d'assemblage utilisé est très important si la résistance est un problème. La résistance d'un joint est définie comme la force requise pour rompre la sangle en tension uniaxiale. Celle-ci est ensuite comparée à la résistance uniaxiale de la sangle et enregistrée comme la différence en pourcentage (par exemple, un échantillon de sangle en acier peut avoir une résistance à la rupture de 5 000 lb (2 300 kg) et le joint peut se rompre à 3 000 lb (1 400 kg), de sorte que le joint est dit avoir une résistance de 60 %). Les soudures au couteau chaud ont une résistance à la rupture minimale de 55 % . Les soudures par friction ont une résistance à la rupture minimale de 65 %. Les machines de cerclage ou les outils de soudage par friction bien réglés viseront environ 80 % de résistance à la rupture. Les clips/joints métalliques sont étonnamment faibles avec une résistance au glissement d'environ 100 à 120 kg.

Pour le cerclage des palettes selon la norme ASTM D3953 Standard Specification, le nombre de procédures de cerclage est d'environ 10 fois pour un minimum.

Il existe deux principaux types d'équipements disponibles pour le cerclage : les outils manuels et les cercleuses ou banderoleuses . Un distributeur est utilisé avec les deux types d'équipement pour distribuer la sangle. Certaines cercleuses ont le distributeur intégré ; d'autres (généralement celles des grandes machines à arc) ont un distributeur alimenté séparément, qui peut charger ou enfiler automatiquement de nouvelles bobines. Les distributeurs séparés non alimentés ont une poulie qui libère et active un frein pour arrêter l' inertie de la bobine et empêcher la sangle de déborder sur le sol. En général, les distributeurs utilisés sur les grandes machines de cerclage à arc ont plusieurs poulies pour servir de moyen de stocker la sangle d'une manière qui peut être rapidement distribuée. Les machines à arc plus petites, telles que les machines de table, alimenteront la sangle dans une boîte de réserve/ accumulateur à la place. Dans les deux cas, cela est nécessaire ; sinon, la cercleuse tirera la sangle plus vite que le distributeur ne peut la dérouler .

Il existe deux types d'outils à main : manuels et automatiques.

Les outils manuels et automatiques sont disponibles en tant qu'outils combinés, qui effectuent la tension, le scellement et la découpe, ou en tant que tendeurs, scelleurs et coupeurs séparés. Les scelleuses manuelles et automatiques pour l'acier peuvent utiliser soit un joint d'étanchéité, soit un joint sans joint.

Des tendeurs manuels et des systèmes de sertissage sont disponibles pour les applications à faible volume. Les tendeurs manuels pour feuillards en plastique utilisent toujours un joint et un joint de compression (joints dentelés) ou serti (joints à face lisse).

Les outils manuels automatiques sont utilisés pour les applications à volume élevé. Les outils automatiques peuvent être alimentés par une batterie électrique ou par de l'air comprimé . Les outils manuels automatiques pour feuillards en plastique utilisent une soudure par friction.

Les machines de cerclage, également appelées banderoleuses ou empaqueteurs , sont utilisées pour des applications à volume plus élevé ou des applications spéciales. Elles sont disponibles en orientations horizontale et verticale (l'orientation verticale étant beaucoup plus courante). Elles sont également disponibles en orientations de joint inférieur, de joint latéral et de joint supérieur, qui définissent l'emplacement du joint sur le paquet.

Les cercleuses sont disponibles en versions semi-automatiques et automatiques. Les machines automatiques peuvent également être utilisées en ligne avec des systèmes de convoyeurs . Une cellule photoélectrique est utilisée pour détecter lorsque le paquet est au bon endroit, arrêter les convoyeurs et activer la cercleuse. La plupart, cependant, se trouvent dans des applications autonomes. Les cercleuses semi-automatiques et entièrement automatiques améliorent considérablement l'efficacité d'un entrepôt ainsi que la présentation globale d'un produit emballé. La main-d'œuvre économisée peut souvent facilement couvrir le coût relativement faible de la cercleuse.

Les machines de cerclage semi-automatiques et entièrement automatiques peuvent facilement être incluses dans une ligne de production d'emballage où les tables d'emballage et les machines de cerclage sont positionnées à des hauteurs réalisables.

Les machines de banderolage comme les cercleuses permettent l'unitisation et la fixation de produits ayant une variété de formes et de tailles différentes.

Les banderoleuses sont toutefois moins dommageables pour le produit à banderoler, car les largeurs de bande disponibles plus grandes (20 mm à 100 mm) permettent une plus grande surface qui minimise les dommages sur les produits sensibles. Les banderoleuses peuvent également fonctionner avec des bandes de papier pour une alternative plus écologique au cerclage en plastique.

Le fonctionnement s'effectue par photo-capteur, pédale ou automate programmable, ce qui permet d'intégrer ces machines dans des lignes de production ou de les utiliser de manière autonome.

Les machines de cerclage automatiques permettent de sécuriser les colis en mains libres avec un cerclage en polypropylène tendu, scellé et coupé automatiquement.

Ces machines fonctionnent soit par pédale, soit par capteur de colis, ce qui les rend idéales pour un débit volumétrique.

Les cercleuses semi-automatiques permettront à un opérateur de tendre, de sceller et de couper automatiquement les cerclages en polypropylène pour assurer une fixation nette et sécurisée sur des boîtes de n'importe quelle taille.

La tension réglable de la sangle adaptée à chaque colis évite d'endommager la sangle des boîtes plus souples.