Rencontre avec la fonderie Boutté et son imprimante 3D à sable !

impression 3d sable

Société basée à Beauchamps dans le Nord Pas de Calais Picardie, spécialisée dans le prototypage de turbos pour l’automobile, la Fonderie Boutté est la première fonderie en France à avoir fait l’acquisition d’une imprimante 3D à sable. Une machine industrielle développée par l’allemand Voxeljet, mesurant plus de deux mètres de hauteur pour plus trois tonnes, qui équipe depuis presque un an l’entreprise samarienne pour la fabrication de ses moules et noyaux. Directeur du site, Jean-Marie Depoix nous explique ce qui a motivé cet investissement à six chiffres et quelles sont les réels bénéfices mais aussi les limites de cette technologie pour son entreprise.

« être indépendant de la sous-traitance afin d’optimiser les délais »

jean-marie-depoix

Jean-Marie Depoix

Jean-Marie bonjour. Pourriez-vous vous présenter et définir vos fonctions ? Quel est votre parcours professionnel ?

Je suis Jean-Marie DEPOIX, directeur de site. De formation technique ingénieur fonderie, j’ai toujours travaillé en fonderie, surtout en fonderie d’acier. Depuis juillet 2014, j’assure la direction de Fonderie BOUTTE.

Parlez-nous de votre entreprise. Quelle est sa genèse et  quelles sont ses activités ?  Qui sont vos clients ?

L’entreprise de 50 salariés, est spécialisée dans le prototypage de turbos pour l’automobile, ce marché représente 33 % de l’activité de l’entreprise. Le reste de l’activité :

La pompe, la vanne, la robinetterie industrielle (30 %).
La sidérurgie.
Les équipements de fours industriels.
L’hydraulique (pour les centrales).
Les centrales thermiques.
La pétrochimie.
La pièce mécanique.

Fonderie BOUTTE a la particularité d’élaborer plus de 200 nuances, aussi bien des aciers que des fontes, de l’alliage le plus simple au plus sophistiqué. Capacité : pièces moulées de 0.5 Kg à 750Kg. Fourniture en brut ou en usiné, avec ou sans accessoires.

Fonderie BOUTTE réalise près de 6 M€ de Chiffre d’Affaire annuel. BOUTTE est connu comme fondeur depuis 1867, ce qui en fait l’une des plus anciennes. Elle a quitté son site historique de Friville Escarbotin pour celui de BEAUCHAMPS en 2010. Après une période difficile, elle a été rachetée par Fonderie et Aciérie de la Haute Sambre qui en est actionnaire à 100%. Le Président Directeur général de Fonderie BOUTTE est Mr Jean-Paul FOUQUET qui est aussi PDG de Aciérie et Fonderie de la Haute Sambre.

voxeljet-vx1000

« Les techniciens de la Fonderie utilisent depuis 2009 des noyaux et des moules imprimés par Voxeljet »

En novembre 2015, la Fonderie Boutté a fait l’acquisition de sa première imprimante 3D, le modèle VX 1000 de l’allemand Voxeljet. Qu’est-ce qui a motivé cette décision, quel a été le cheminement ? Jusqu’alors quelle était votre expérience avec l’impression 3D ?

Les techniciens de la Fonderie utilisent depuis 2009 des noyaux et des moules imprimés par Voxeljet.

Fonderie BOUTTE avec son expérience du prototype turbo et de l’utilisation de produits imprimés a souhaité s’équiper pour être autonome, mais surtout être indépendant de la sous-traitance afin d’optimiser les délais. Les délais dans le cadre du prototypage rapide étant l’élément essentiel, il n’y avait pas d’autre choix possible.

Notre choix s’est naturellement porté vers VOXELJET. Deux raisons principales : l’expérience acquise et la possibilité d’avoir une machine imprimant en sable à résine phénolique. Pour information, il n’y a que deux constructeurs sur le marché pour ce type de machine et d’une technologie assez proche.

Notre développement actuel est sur les types de sables pouvant être imprimés afin d’augmenter encore les possibilités d’impression : noyaux encore plus fins, noyaux encore plus sculptés.

A combien se chiffre cette machine et comment a-t-elle été financée ?

L’entreprise a financé l’investissement par un emprunt bancaire cautionné par la maison mère. Le montant global de l’investissement s’élève à 800 000€.

Quant aux aides financières, elles nous ont permis de soulager la trésorerie et d’avoir les moyens financiers de faire de la recherche et du développement sur la machine, principalement sur les sables.

Le projet reçoit une première aide à l’investissement (Industrie du Futur) de 100 000 euros de la part de la Conseil Régional, région Picardie à l’été 2015 et une seconde, dans le cadre du PRI Nord Pas de Calais Picardie (de BPI France Financement) du même montant en décembre 2015. Des soutiens bienvenus pour l’acquisition de l’imprimante 3D, même s’ils n’ont pas été déterminants dans la décision d’investir.

impression-3d-sable

« Nous associons l’impression 3D avec la fonderie dite classique »

Présentez-nous la VX 1000. Comment fonctionne-t-elle  et quelles sont ses principales applications ?

L’imprimante a une capacité d’impression de 312 litres, dans un volume de 1060mm*500mm*600mm.  Après avoir établi les différents fichiers, ceux-ci sont injectés dans la machine (STL). L’opérateur défini la conception d’un job (ou d’un volume imprimé), positionne les différents éléments à imprimer dans l’espace.

Ensuite, la machine réalise l’impression, par couches successives de 150 microns :

La tête d’impression balaie toute la surface utile et dépose de la résine, là où il y a besoin de lier les grains de sable. Un bras balaie la surface avec deux objets : Chauffe la surface de sable et, dépose une nouvelle couche de sable de 150 microns.

Un cycle complet est d’environ 72 secondes. Un job complet (312 litres) est imprimé en environ 40/42 heures.

Par ce procédé, nous imprimons :

Soit des noyaux que nous insérons dans des moules réalisés par la fonderie. Nous associons l’impression 3D avec la fonderie dite classique.
Soit des moules et noyaux dans lesquels nous coulons un alliage élaboré.

moule-sable

« Le délai qui est réduit d’environ 3 semaines »

Après plusieurs mois d’utilisation, selon vous quels sont les atouts mais aussi les limites de la fabrication additive par apport aux techniques de fabrication traditionnelles ?  (si possible en prenant l’exemple d’une pièce, donner sa durée de fabrication par apport aux procédés traditionnels)

Les atouts de notre système d’impression sable

– La précision dimensionnelle, les bureaux d’étude recherchent de plus en plus souvent à réaliser des gains de poids. L’impression 3D permet d’aller dans ce sens.
– Les formes presque sans limites.
– Le délai qui est réduit d’environ 3 semaines dans le cas de réalisations de prototypes turbos automobiles.
– La réalisation de pièces sans réaliser auparavant des outillages (coût et délai).
– Les possibilités offertes aux bureaux d’étude de nos clients qui peuvent aujourd’hui dessiner des pièces qui n’étaient pas « fabricable » auparavant.
– Nous pouvons presque donner satisfaction à toutes les demandes des bureaux d’étude.

moule-impression-3d

Comme inconvénients, nous pouvons citer :

– Les cadences d’impression (impression couche par couche de 150 microns).
– Le montant de l’investissement.
– Le coût des consommables.
– Le coût de maintenance.

L’utilisation d’une telle machine nécessite des compétences bien particulières. Quelles sont-elles ? Avez-vous dû recruter ou former votre personnel ?

Trois recrutements ont été opérés :

–  un technicien Bureau d’Etude, ce poste est crucial. La préparation des fichiers (SOLIDWORKS) et les simulations de remplissage et d’alimentation (MAGMA) sont déterminantes pour l’obtention d’une pièce bonne. Ce fut la première embauche, six mois avant l’arrivée de la machine

–  un opérateur affecté à l’imprimante a été recruté parmi le personnel ouvrier de l’entreprise. Nous avons choisi une personne parmi 8 volontaires ; sa motivation et son expérience de la commande numérique nous ont convaincu de son potentiel à gérer le nouvel outil.

–  un commercial, depuis quelques mois, renforce l’équipe de FONDERIE BOUTTE.

Dans un avenir proche, nous envisageons l’embauche d’un contrôleur.

moule-fonderie-boutte

« Nous avons investi parce que nous avons un marché »

Votre entreprise est la première fonderie en France à s’être équipée de ce type de machine. Selon vous quels sont les freins à une adoption massive de la fabrication additive par les entreprises ?

L’adoption massive de la fabrication additive n’est pas à l’ordre du jour. Il faudra encore du temps. Tous les procédés présentés aujourd’hui (il existe au moins 7 différents de fabrication additive) ne sont pas matures et de nombreux points techniques sont encore à améliorer. L’autre part, le niveau d’investissement est très élevé. Les cadences de production sont faibles. Ces deux points ont pour conséquence, des prix pièces très élevés ;  les marchés ne sont pas prêts à payer au prix fort une solution dont la fiabilité n’est pas encore certaine.

Nous avons investi parce que nous avons un marché qui prochainement assurera 30% de la capacité de la machine. Sans ce marché, nous n’aurions pas réalisé l’achat de cette machine. De plus, pour nous, ce n’est pas une révolution. Nous intégrons notre machine dans notre processus de fabrication. Ceci nous confère un avantage technique dans la réalisation de certaines pièces par rapport à nos concurrents.

Il faut reconnaître que les clients sont de plus en plus curieux du procédé et que des opportunités nouvelles se créent et se créeront de plus en plus. Nous espérons, et dans ce cas, ce sera la confirmation que nous avions raison d’investir fin  2015, intégrer une seconde machine en 2018.

Un grand merci à Jean-Marie Depoix pour son témoignage. La Fonderie Boutté sera présente au salon 3D Print de Lyon les 4 et 5 octobre prochains au stand D8.