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De nouveaux appareils à la pointe de la technologie sont constamment développés pour être utilisés dans les laboratoires environnementaux. De manière générale, leurs principaux avantages résident dans un temps d'analyse réduit, une précision accrue et une plus grande fiabilité.
Cependant, il arrive rarement qu’un appareil soit capable de réduire le temps d’analyse de plus de 87 %. DEENA est l’exception. En tant que système de décomposition d'échantillons entièrement automatisé pour la préparation d'échantillons de mercure et de métaux, DEENA permet d'alléger l'essentiel de la préparation manuelle des échantillons tout en réduisant considérablement les erreurs associées à leur manipulation. Avec moins de temps consacré à la préparation des échantillons, le personnel du laboratoire est libre d'effectuer d'autres tâches, tout en étant assuré que DEENA fournira des données cohérentes de manière propre, sûre et rapide.
En plus de distribuer les réactifs et de chauffer les échantillons, DEENA - essentiellement un robot X-Y-Z - prépare les étalons d'étalonnage et de pointe, mélange les échantillons, inspecte leur couleur, ajuste les volumes d'échantillon après le processus de décomposition et enregistre chaque étape du processus.
Steve Gunther, chef de produit chez Thomas Cain, a joué un rôle déterminant dans la conception de DEENA, en occupant un poste de consultant en conception pour le projet. Dans un poste antérieur pour une société leader dans la manipulation d'échantillons et l'équipement d'introduction d'échantillons pour l'analyse élémentaire, Gunther s'était familiarisé avec Kerk Motion Products, Inc., l'un des plus grands fabricants exclusifs au monde d’ensembles vis-écrous, basé à Hollis, N.H.
« Le produit de mon ancien employeur avait la réputation d'être le plus fiable du secteur, et les vis-mères Kerk sont l'une des principales raisons de ses performances », a déclaré Gunther. « Par conséquent, lorsque le processus de conception de DEENA a commencé, mon expérience antérieure avec Kerk m’a tout naturellement porté à choisir cette entreprise, d'autant plus que Kerk a fait ses preuves en aidant les concepteurs de machines et les fabricants à réaliser des mouvements de précision dans leurs appareils.
« Kerk possède une grande expérience pertinente dans les secteurs de l'analyse et des sciences de la vie », rapporte Tom Solon, l'un des nombreux ingénieurs d'application chez Kerk Motion Products. « Dès que Steve s'est présenté, j'ai su qu'il comprenait les avantages de Kerk. Steve avait déjà travaillé avec nos produits dans son poste précédent. Comme c'est souvent le cas, il y avait une résistance à l'utilisation de nouvelles technologies dans une gamme de produits existante. Mais Steve a compris le potentiel et a rapidement exploité les derniers développements de Kerk dans son nouveau design. »
Il y avait une charge de travail considérable sur les techniciens avant l'arrivée de DEENA. Les techniciens devaient décomposer manuellement de nombreux échantillons par jour pour les analyses. De plus, rester debout devant les couvercles jusqu'à quatre heures par jour entraînait de la fatigue et des problèmes de dos.
Grâce à DEENA, le temps passé par les analystes avec la machine peut être réduit de 4 heures à 30 minutes - la fameuse réduction impressionnante de 87 % mentionnée précédemment. De plus, 60 échantillons et standards peuvent être définis pour la décomposition pendant cette période. À l'aide d'un système automatisé d'échantillonnage et de distribution et d'un bloc chauffant à 95 °C, DEENA effectue la décomposition sans surveillance. De plus, l’appareil est très précis grâce à la seringue de distribution standard.
DEENA (et le plus petit DEENA mini) est le produit phare de Thomas Cain, une société basée à Omaha, Neb., dédiée à aider les laboratoires environnementaux à améliorer leur rendement et à simplifier leurs processus en automatisant leurs tâches manuelles répétitives et chronophages.
Comme on pouvait s'y attendre, le positionnement précis est l’une des considérations les plus importantes dans le fonctionnement de DEENA. C'est un aspect particulièrement essentiel lors de l'une des dernières étapes de la préparation des échantillons, celle où les échantillons sont remplis d'un volume précis d'eau désionisée pour remplacer l’eau qui s'est évaporée pendant le processus de préparation. Un positionnement cohérent est essentiel pour que les autres capteurs puissent atteindre la précision requise pour cette étape, en particulier le long de l'axe X (axe long) et de l'axe Z.
À l'époque où le produit était dans sa phase de conception originale, on a pensé à utiliser un arrangement traditionnel de vis-mère pour assurer ce mouvement précis. Pourtant, des doutes ont été soulevés quant à savoir si un assemblage traditionnel serait en mesure de fournir la précision requise et de répondre aux préoccupations concernant les délais de mise sur le marché et la complexité de l'assemblage.
L'un des produits qui a attiré l'attention de Gunther a été le rail de guidage RGS® 10000 de Kerk Motion Products. La vis de guidage rapide Kerk® RGS est une glissière linéaire à vis qui offre une vitesse linéaire exceptionnelle, un positionnement précis et une longue durée de vie dans un assemblage compact. Quand Gunther l'a vue pour la première fois, il a eu une illumination.
« C’était tellement logique : un ensemble vis-mère / rail prêt à installer qui se boulonnait facilement en place », se souvient-il. « Pour un axe long, les préoccupations concernant les tolérances et l'ajustement de bout à bout n’étaient plus d'actualité, puisque le RGS 10000 se boulonnait directement à notre châssis en tôle. C'était simple, et simple c'est bien. »
« Simple » n'est qu’un seul des avantages du RGS. Le rail de guidage a un profil unique et compact qui offre une rigidité et une stabilité en torsion exceptionnelles pour sa taille et son poids. Sa base de montage intégrée permet un support sur toute la longueur si vous le souhaitez, et la longueur ainsi que la vitesse du RGS ne sont pas limitées par la vitesse critique de la vis, permettant des régimes élevés et des vitesses linéaires même sur de longues portées.
Le système de guidage de la série RGS comprend un guide et un chariot en aluminium de précision et est entraîné par une vis-mère en acier inoxydable laminée avec précision. Les surfaces mobiles comprennent des polymères haute performance Kerkite® fonctionnant sur un revêtement Kerkote™ TFE. Le RGS est également livré en standard avec un chariot d'entraînement anti-jeu à compensation d'usure.
L'axe X de DEENA comprend un rail de 28 pouces de long avec un pas d'un pouce (c’est-à-dire un pouce par tour). Dans l'axe Z, le RGS10000 mesure 8 ½ pouces de long avec un pas d'un demi-pouce. La seringue de distribution en option utilise également un RGS10000 de 8 ½ pouces. Le rail utilisé dans l'axe X positionne une tête de distribution sur les flacons à chaque étape du processus ; dans l'axe Z, il y a deux glissières reliées par une chaîne, car cet axe est en fait un élévateur qui abaisse les échantillons dans le bloc chauffant. Par conséquent, le dispositif DEENA typique contient trois RGS10000, et lorsque la seringue optionnelle est incluse, la machine en utilise un total de quatre.
Selon Gunther, un certain nombre de guidages linéaires Kerk ont été conçus pour DEENA dès le début, en remplacement de la configuration traditionnelle vis-mère / rail / roulements. Et alors que le coût des pièces est initialement légèrement plus cher pour les composants Kerk, le RGS permet de gagner du temps et de l'argent sur le long terme en raison de la simplicité de mise en œuvre par rapport à la précision requise par les pièces de support de la configuration traditionnelle.
« Tous les produits Kerk sont fabriqués sur mesure pour chaque application », a expliqué Solon. « Ainsi, bien qu'il existe des configurations standard, les clients spécifient exactement ce qu'ils veulent, qu'il s'agisse de caractéristiques de montage particulières, de types de capteurs ou de supports mécaniques ou encore d’un matériau spécial ou un profil de rail personnalisé. En utilisant les compétences de fabrication de Kerk et plus de 30 ans d’expérience dans ce domaine du contrôle de mouvement, nous pouvons offrir une valeur exceptionnelle en consolidant les composants, en simplifiant l’assemblage et en offrant les performances et la fiabilité attendues par nos clients. » Kerk remercie ses clients de les pousser à aller toujours de l'avant. Travailler avec des leaders de l'industrie les expose à de nouveaux défis et nombre de leurs clients participent au développement de nouveaux produits tant dans la phase de conception que dans la phase de test.
Il y a actuellement 10 machines de production DEENA sur le terrain dans différents sites. La réponse aux machines a jusqu'à présent été extrêmement positive, étant donné la multitude d'avantages qu'elles offrent dans un environnement de laboratoire. En particulier, des techniciens de laboratoire ont moins de problèmes de dos qu’avant, grâce à DEENA.
Bien entendu, le RGS de Kerk y est pour quelque chose dans le succès de DEENA. Et bien que Gunther n’ait pas terminé d’analyser les avantages tangibles (par exemple les économies de temps et d’argent,la fiabilité) de l’utilisation du RGS dans DEENA, il est déjà convaincu que les guidages linéaires étaient une bonne décision.
« Dès le début, j’avais le sentiment que Kerk était la bonne entreprise, et que le RGS10000 était évidemment parfait pour ce que nous envisagions », a-t-il déclaré. « Je suis convaincu que l'analyse des coûts le confirmera, mais même sans elle, nous sommes plus que certains que nous sommes allés dans la bonne direction. »
C’est un choix que Gunther referait sans hésiter. La préparation des échantillons a été allégée grâce à la performance du rail Kerk RGS10000 dans la machine DEENA.