Vannes à membrane imprimées en 3D livrées par Sisto Armaturen (crédits photo : Sisto Armaturen)
Au compte goutte, les capacités de l’impression 3D commencent aussi à faire couler de l’encre dans le domaine de la robinetterie. Encore trop rares, quelques fabricants de ce secteur investissent néanmoins cette technologie pour résoudre leurs problèmes d’approvisionnement et produire des conceptions innovantes. Des formes géométriques complexes, difficiles, voire impossibles à réaliser avec les techniques traditionnelles formatives ou soustractives, qui ouvrent la voie à de nouvelles esthétiques et performances. Jusqu’ici les rares incursions dans ce domaine concernaient la robinetterie sanitaire. Le studio de design GROHE, ainsi que UNIQ∙Ǝ! et American Standard, font partie des quelques rares acteurs connus à avoir tiré parti de l’impression 3D pour des pièces finies ; au-delà du prototypage pour réaliser des tests d’écoulement.
Grâce à cette liberté de conception la fabrication additive, les fabricants peuvent concevoir des vannes selon les souhaits des clients, presque sans aucune limite fixée par la personnalisation individuelle. L’un des rares exemples nous a été récemment été fourni par Sisto Armaturen.
Société du groupe KSB basée à Echternach au Luxembourg, ce spécialiste des vannes à membrane à destination de l’industrie (chimique, pharmaceutique, alimentaire, nucléaire…), serait le premier fabricant à avoir livré, fin 2022, l’une des plus grandes entreprises pharmaceutiques allemandes en vannes à membrane produites en série de manière additive.
Présentes dans de nombreuses industries (notamment alimentaire et pharmaceutique), les vannes à membrane jouent un rôle essentiel dans les procédés hygiéniques et aseptiques. Ce type de robinet est utilisé pour l’ouverture et la fermeture ainsi que le contrôle et la régulation du débit. Pouvant être manoeuvrée manuellement ou pneumatiquement, une vanne à membrane permet la fermeture sans risque de contact avec l’extérieur. C’est pourquoi elle est idéale pour les procédés aseptiques. Celles de de Sisto se distinguent par le fait qu’elles sont auto-vidangeables et sans zones mortes.
Dans le cas présent, on apprend que les vannes à membrane ont été imprimées dans un alliage spécial. Probablement à base de nickel, puisque la société explique qu’habituellement les composants installés sont fabriqués par usinage dans un alliage de nickel de très haute qualité (comme le 2.4605). La contrainte de cette méthode est que le fabricant dépend sur de la disponibilité de barres forgées, ce qui peut entraîner des délais de livraison particulièrement longs, notamment pour les matériaux spéciaux.
« Les vannes à membrane fabriquées de manière additive répondent à toutes les normes régissant leur application »
Procédé de fabrication classique par fraisage d’une vanne à membrane (crédits : Sisto Armaturen)
Cette problématique d’approvisionnement est l’une des raisons qui a conduit l’entreprise à se tourner vers l’impression 3D ; plus exactement la fusion laser sur lit de poudre. La fabrication additive présente l’avantage d’une meilleure disponibilité des matériaux, car le procédé permet de fabriquer les différents corps de vanne à partir d’un seul produit intermédiaire, la poudre métallique. Pour le client, des délais de livraison plus courts peuvent ainsi être obtenus.
La deuxième raison de cette adoption porte bien sûr la liberté de design offerte par la fabrication additive. Elle permet des géométries plus complexes avec des contre-dépouilles, telles que des canaux de refroidissement intégrés, qui ne seraient pas ou à peine possibles avec un processus de fraisage. « Nous étions fascinés par les possibilités de création de formes et par l’idée de ne mettre du matériel que là où il est nécessaire. » Commente Bernd Hackenberger, chef de design et de développement chez Sisto Armaturen.
Ce n’est pas le seul bénéfice constaté par Sisto Armaturen, qui ajoute que les pièces fabriquées de manière additive ont en outre une plus grande homogénéité des matériaux. De plus, les composants conçus pour l’impression 3D sont nettement plus légers que les composants fabriqués de manière conventionnelle.
« L’adéquation des matériaux fabriqués de manière additive a été testée et documentée par le fabricant de vannes basé au Luxembourg en coopération avec le TÜV allemand. » précise Sisto Armaturen. « Les vannes à membrane fabriquées de manière additive répondent à toutes les normes régissant leur application. Par exemple, les exigences de la directive européenne sur les équipements sous pression (DESP) 2014/68/UE. »
Enfin, avec ces vannes fabriquées par impression 3D, SISTO revendique des produits durables et sans entretien, qui peuvent être produits de manière flexible, même en petites quantités. La société précise que son offre de vannes à membrane fabriquées de manière additive s’adresse avant tout aux clients de l’industrie biotechnologique et pharmaceutique. KSB SE & Co. KGaA, la société mère de SISTO Armaturen SA, comptabilise plus de dix ans d’expérience dans l’impression 3D métal. Un savoir-faire qu’elle exprime dans son centre technologique de fabrication additive basée sur son site de Pegnitz.
