Si la fabrication additive est encore loin d’avoir pu relever les défis de l’automobile de masse pour faire de la production directe de pièces, elle vient de franchir un cap important dans le domaine de l’outillage. En effet, dans un contexte de morosité du marché, l’actualité qui suit est une très bonne nouvelle pour la fabrication additive.
Démontrant sa capacité à pouvoir répondre aux défis de volume de production, d’automatisation, de qualité et répétabilité des pièces, de rentabilité, mais aussi de durabilité, le géant de l’automobile BMW a déployé une ligne de production additive entièrement automatisée.
Clef de sa production, sa fonderie de Landshut en Allemagne, vient d’intégrer une ligne d’impression 3D à sable entièrement développée sur site. Une installation game changer derrière laquelle se cache l’Allemand Laempe Mössner Sinto, l’un des rares acteurs au monde avec ses compatriotes Voxeljet et Exone, à maîtriser l’impression 3D de sable.
Fabricant et fournisseur de solutions pour la production de noyaux, celui-ci propose tout une gamme de produits et de solutions couvrant l’ensemble de la chaîne de valeur, y compris une imprimante 3D à sable conçue en interne.
Peut-être que vous le découvrez, mais l’impression 3D est en effet compatible avec le sable. Couplé à cette technologie, ce matériau permet de réaliser des moules et noyaux complexes avec une grande précision, et dans des délais et coûts considérablement réduits par rapport aux méthodes traditionnelles. Dans une interview donnée à PRIMANTE3D, la fonderie Boutté, propriétaire d’une imprimante 3D VX1000 de Voxeljet, estimait à 3 semaines la réduction du délai requis en temps normal pour la réalisation de prototypes turbos pour l’automobile.
Au total, ce sont donc 6 imprimantes 3D à sable (L3D) de Laempe qui ont été déployées sur son site de Landshut. Dédiée à la production de métaux légers pour les pièces moteur du groupe BMW, cette fonderie emploie 1 300 personnes et produit chaque année environ 3,3 millions de composants moulés en aluminium et en magnésium.
Le groupe BMW les utilisent déjà pour produire des moules imprimés pour les composants de sa nouvelle génération de moteur six cylindres. Les systèmes sont équipés de solutions d’automatisation complètes qui ne nécessitent aucune étape manuelle, notamment la mesure 3D et le retrait du noyau.
Comme toutes les imprimantes 3D, celles de Laempe fonctionnent selon un procédé à jet de liant. Bien que l’on ait peu d’informations sur sa technologie et les spécifications de ses systèmes. Le procédé consiste à déposer sélectivement un liant liquide à base de résine furanique sur une fine couche de matériau en poudre, en l’occurrence du sable. Les couches de matériaux sont ainsi superposées jusqu’à l’obtention de la pièce finale.
Bien sûr, il ne s’agit pas d’un sable classique, celui du bac à sable ou de la plage, mais du sable de quartz. Selon l’alliage de coulée de la pièce finale, différents types de sable peuvent être utilisés, comme le sable de quartz SH-F01, mat et noir, ou le SH-P14, beige et de couleur sable. Dans le cas présent
Selon le constructeur automobile, la technologie impressionnerait par sa vitesse d’impression exceptionnellement élevée, et son processus d’impression bidirectionnel permettant une production efficace et précise.
En 2009, sans explicitement nommer la fabrication additive, le constructeur bavarois avait annoncé le déploiement d’une technologie à liants, plus performante et écologique, avec entre autres bénéfices, une réduction des résidus de combustion de l’ordre de 98 %, des coûts de maintenance divisés par deux, un refroidissement plus rapide et une productivité en hausse de 10 %. À raison d’environ 120 tonnes de sable consommées par jour, l’économie réalisée est loin d’être négligeable.
Grâce aux solutions d’automatisation complètes, l’installation est en mesure de répondre sans problème aux exigences élevées de la production en grande série.
« Nous sommes le seul fournisseur à développer et à fabriquer des noyaux et des imprimantes 3D, ce qui signifie que nous connaissons parfaitement les structures de coûts des deux technologies. »
De plus, la ligne d’impression 3D de Laempe est « ouverte », ce qui signifie que les clients ne sont pas liés à des fournisseurs de matières premières. Même son autre système d’imprimante 3D à sable « individuel » LMW, est conçue de manière à pouvoir être étendue à tout moment à une solution entièrement automatisée et « à des coûts compétitifs – cette approche modulaire est unique sur le marché. »
« La conception est adaptée à la coulée et utilise des normes industrielles établies. De plus, l’ensemble de la chaîne de valeur a toujours été pris en compte dans le système. » ajoute Laempe avant de préciser : « Cela commence par le stockage des matières premières et la préparation des matériaux de moulage jusqu’à l’impression, le déballage, le nettoyage et la mesure des composants imprimés. Laempe a également développé le « Laempe Printing Wizard Software », un outil puissant qui optimise le découpage, la mise à l’échelle et le morphing des tâches d’impression. »
On apprend qu’une somme de plusieurs dizaines millions d’euros a été investie dans le projet de développement, dont la majeure partie a été financée par un projet avec le groupe BMW et une partie substantielle par les fonds propres de Laempe. « Comme pour tout projet de cette envergure, il y avait des incertitudes, des défis et des calendriers incertains tout au long du processus – en collaboration avec le client, nous avons pu résoudre toutes ces tâches. Nous tenons à remercier particulièrement nos employés et le groupe BMW pour le succès obtenu », a déclaré Laempe .
« Grâce à notre technologie d’impression 3D innovante, nous espérons que de nombreuses autres applications pourront être transférées de manière économique du moulage classique à la fabrication additive à l’avenir. Nous pouvons ainsi offrir à nos clients et partenaires un véritable avantage concurrentiel et une solution tournée vers l’avenir qui nous ouvrira de nouvelles opportunités de croissance. Nous sommes le seul fournisseur à développer et à fabriquer des noyaux et des imprimantes 3D, ce qui signifie que nous connaissons parfaitement les structures de coûts des deux technologies. » conclut Laempe.
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