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Comment l’impression 3D métal DED aide t-elle à la réparation de moules de verrerie ? Rencontre avec Sivó

l'impression 3D métal DED de Sivó pour réparer les moules

Connue sous l’acronyme de DED (en anglais Directed Energy Deposition), l’impression 3D par dépôt de matière sous énergie concentrée est un procédé additif qui présente un fort potentiel de développement. La grande force de cette technique basée sur le dépôt d’un matériau fondu à l’aide d’une énergie concentrée, est qu’elle répond très bien aux limites rencontrées par les techniques sur lit de poudre. Là où ces dernières s’illustrent par leur capacité à d’obtenir des pièces très complexes de taille modeste, mais à des vitesses de fabrication peu élevées, les procédés DED se révèlent très efficaces pour fabriquer très rapidement de grands composants métalliques. L’autre atout de ce processus d’impression 3D qui nous intéresse aujourd’hui, est qu’il peut aussi être utilisé pour réparer des pièces endommagées. C’est précisément cette capacité qui a convaincu Sivó, une entreprise espagnole spécialisée dans la réparation des moules de verrerie, d’adopter la technologie DED multi-laser de son compatriote Meltio. Pour comprendre quels bénéfices elle tire de celle-ci, Primante3D a interrogé son directeur de fabrication additive José Sivó.

« Grâce à cette technologie, nous sommes en mesure de répondre aux besoins de nos clients en quelques heures seulement »

José Sivó

José Sivó, directeur de fabrication additive de Sivó

Bonjour José, comment devient-on responsable de la fabrication additive d’une entreprise telle que Sivó ?

Tout d’abord, Sivó est une entreprise familiale. C’est pourquoi je travaille ici. J’ai toujours travaillé ici. Depuis 15 ans, je suis responsable de l’atelier de réparation des moules et de la section d’usinage. Suite à l’acquisition de la technologie DED de Meltio, nous avons décidé que j’étais la bonne personne pour diriger cette nouvelle division pour prendre en charge cette nouvelle division de l’entreprise.

Dites-nous en plus sur l’histoire de Sivó et ses activités.

Sivó a été fondée en 1916 par Francisco Sivó Sanchez, mon arrière-grand-père. Au début notre entreprise se consacrait principalement à la forge, à la fabrication de tous types d’outils et à l’entretien de l’équipement comme grilles, portes, etc. Beaucoup d’entre eux sont encore préservés.

Avec la génération suivante, mon grand-père José, ils ont commencé à travailler sur les structures métalliques et la maintenance industrielle. Au milieu de l’année 1990, mon père et mes oncles ont repris les rênes de l’entreprise et c’est à ce moment-là que l’entreprise a commencé à diversifier son travail.

Il faut prendre en compte que mes oncles et tantes sont 9 frères et sœurs, dont 7 dans l’entreprise, et c’est pourquoi chacun est en charge d’une division différente. Ici, nous commençons par la maintenance industrielle, la menuiserie aluminium et métallique et la réparation de moules pour récipients en verre. Et relativement récemment, mon cousin Abel et moi avons pris la relève de la 4ème génération.

Qu’est-ce qu’un moule de verrerie et en quoi diffère t-il des autres types de moules utilisés dans l’industrie ?

Un moule pour récipients en verre est utilisé pour produire les bouteilles que nous avons tous à la maison. La principale différence par rapport à d’autres types de moules tels que les moules d’injection plastique est que comme les moules d’injection plastique est le matériau dont ils sont faits. La fonte est utilisée pour ce type de moule, puis les zones de jointure sont métallisées pour les rendre beaucoup plus dures et pour leur donner une plus grande dureté. Il s’agit donc de moules bimétalliques.

« Nous avons commencé en étant les fournisseurs de nombreuses pièces qui composent l’équipement de Meltio »

À gauche, José Sivó, directeur de Fabrication Additive chez Sivó et à droite Francesc Martínez, directeur d'intégration chez Sivó

À gauche, José Sivó, directeur de Fabrication Additive chez Sivó et à droite Francesc Martínez, directeur d’intégration chez Sivó (crédits photo : Sivó)

Dans quelles circonstances s’est faite votre rencontre avec Meltio ?

Nous avons appris à connaître Meltio grâce à la section d’usinage. Nous avons commencé en étant les fournisseurs de nombreuses pièces qui composent l’équipement de Meltio et c’est grâce à cela que nous avons été en mesure d’offrir un service de qualité. C’est comme cela que nous avons appris à connaître la technologie et que nous l’avons aimée dès le début.

Au départ, nous avons acheté l’équipement, puis Meltio nous a lancé le défi de savoir si nous voulions être un intégrateur de l’équipement de la tête d’impression 3D en métal avec 6 lasers de Meltio et aussi si nous voulions être un intégrateur de l’équipement des machines CNC.

Après cette offre, j’ai contacté un ancien fournisseur de CAM et maintenant ami, Francesc, pour lui demander s’il voulait se joindre à nous dans cette nouvelle aventure. Et c’est ainsi que nous avons commencé ce voyage de la main avec Meltio, multinationale espagnole d’impression 3D en métal avec fil de soudure avec siège à Linares, ville de la province de Jaén en Andalousie (région du sud de l’Espagne).

La technologie d'impression 3D métal multi-laser de l'entreprise repose sur l'utilisation de six lasers dirigés vers un point commun, afin de faire fondre un fil de soudure qui passe au centre de la tête de dépôt

La technologie d’impression 3D métal multi-laser de l’entreprise repose sur l’utilisation de six lasers dirigés vers un seul point, afin de faire fondre un fil de soudure qui passe au centre de la tête de dépôt (crédits photo : Meltio)

Expliquez-nous les différentes étapes d’analyse et de réflexion qui vous ont conduit à adopter la technologie additive de Meltio.

Après avoir passé quelque temps à fabriquer et à produire des pièces pour Meltio, nous nous sommes intéressés au produit qu’ils fabriquent. C’est pour cette raison que nous avons décidé à deux (Meltio et Sivó) de collaborer à l’installation et à la mise en œuvre du projet et la maintenance de leurs équipements et de les intégrer dans les machines CNC.

Bien sûr, la première machine que nous avons installée était la nôtre et, à partir de ce moment-là, nous nous sommes consacrés à la fois à l’amélioration de la qualité des produits et à l’amélioration des services, ainsi que l’intégration d’équipements pour d’autres entreprises.

« il s’agit d’une nouvelle technologie dont les concepts sont si différents de ceux de l’usinage que ça été une expérience très enrichissante »

Concrètement comment s’est passée l’intégration de cette technologie d’impression 3D, tant sur le plan de l’installation que de la formation de vos opérateurs ?

La première intégration a été très amusante, car il s’agit d’une nouvelle technologie dont les concepts sont si différents de ceux de l’usinage que ça été une expérience très enrichissante. Il est vrai que la courbe d’apprentissage a été longue, car le changement du concept de l’enlèvement des copeaux (d’où nous venons) et celui du collage des matériaux sont très différents.

Les matériaux sont très différents. Pour cette raison, la formation des opérateurs est complexe, tous les opérateurs ne sont pas capables de faire fonctionner l’équipement et il faut aussi beaucoup de contrôle sur la machine CNC.

Machine CNC de Sivo dotée de la technologie DED multi-laser de Meltio

Machine CNC couplée à la technologie DED multi-laser de Meltio (crédits photo : Sivó)

Expliquez-nous le fonctionnement cette technologie additive et comment elle interagit avec votre usinage CNC ?

Le principe de cette technologie est l’apport de matière pour la génération de pièces métalliques ou de modèles. Pour ce faire, on fait fondre simultanément un fil métallique avec plusieurs lasers et on le dépose au bon endroit.

Avec ce système, nous parvenons à créer des pièces impossibles à réaliser car nous pouvons alterner le dépôt avec la l’alternance du dépôt et de l’usinage, ce qui augmente les possibilités d’usinage. Il s’agit simplement de l’interaction entre deux équipements, la CNC et le Meltio Engine. À cette fin nous établissons la communication entre les 2 machines, qui se parlent constamment entre elles et se donnant des ordres les uns aux autres.

Quels sont les matériaux compatibles avec la technologie de Meltio ?

À ce jour, ce sont les matériaux qui ont été testés :

Acier inoxydable 316, 308 et 17-4PH, acier ER70S, acier à outils H11, titane 64, Nickel 718 et 625 et Invar.

Mais la recherche de nouveaux matériaux est constante. Cela signifie que chaque année, de nouveaux matériaux sont mis à disposition.

Moule en acier inoxydable avant et après l'impression 3D et l'usinage

Moule en acier inoxydable avant et après l’impression 3D et l’usinage

Après plus d’un an d’utilisation, quels bénéfices, aussi bien d’ordre économique que technique, avez-vous tiré de cette combinaison entre usinage et fabrication additive pour vos moules de verrerie ?

Eh bien, ici, les progrès ont été gigantesques. Je vais vous donner quelques informations sur la façon dont on soudait autrefois. Les moules pour les réparer (avec un chalumeau oxyacétylénique et de la poudre à souder) et comment nous avons réussi à réduire les délais et les coûts grâce à la technologie d’impression 3D en métal de Meltio.

– Amélioration de 77% du temps de réponse : de 88 minutes à 27 minutes.
– Simplification des processus :
– De 5 à 1 étapes de transport
– De 6 à 2 étapes du processus
– De 5 à 2 opérateurs

Comme vous pouvez le constater, la réduction est très importante par rapport au processus précédent. Pour nos moules, le fait de pouvoir effectuer la réparation des bases a été un grand pas en avant. Comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessus, la réduction des coûts est énorme.

Analyse Traditionnel Hybride
Coûts matériaux 38€/Kg 10€/Kg
Temps de production 88 min 27 min
Nombre de process 6 2
Durée d’impression —— 5 min
Durée d’usinage 20 min 11 min

Et il faut ajouter à cela les temps de réparation globaux, puisqu’avant il fallait préchauffer les moules avant auparavant, nous avions besoin d’un préchauffage et d’un refroidissement lents des moules et cela nous empêchait de fournir un travail avant 2 ou 3 jours. Grâce à cette technologie, nous sommes en mesure de répondre aux besoins de nos clients en quelques heures seulement.

Nous étudions actuellement la possibilité de réparer les zones du moule où l’usure est la plus importante, avec un minimum d’apport de matière et d’usinage.

Que pouvez-vous nous dire enfin sur la part que l’impression 3D métal représente aujourd’hui dans vos activités et vos ambitions ?

Aujourd’hui, la division de fabrication additive de Sivó représente 20 % de l’activité de Sivó. Les attentes pour l’avenir sont qu’il représente plus de 50% de l’ensemble de l’entreprise.

Alexandre Moussion