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13/10/2008
Outillage de fonderie
Fabrication et évolutions
par
Sylvain PERRET
Ingénieur Arts et Métiers
Ex-responsable CFAO Outillage PSA Mulhouse
Ex-responsable Co-conception carters et culasses PSA La Garenne
1.
1.1
1.2
1.5
1.6
Fabrication .................................................................................................
Préparation – Méthodes ..............................................................................
Programmation ............................................................................................
1.2.1 Programmation 2D.............................................................................
1.2.2 Programmation 3D.............................................................................
Usinage .........................................................................................................
1.3.1 Spécificités d’usinage ........................................................................
1.3.2 Usinage « UGV » ................................................................................
Matériaux......................................................................................................
1.4.1 Métallurgie..........................................................................................
1.4.2 Traitements thermiques ....................................................................
Ajustage ........................................................................................................
Montage ........................................................................................................
2.
Des outillages et des hommes..............................................................
—
8
3.
Avenir de l’outillage ................................................................................
—
9
4.
Conclusion..................................................................................................
—
9
1.3
1.4
M 3 586 - 2
—
2
—
2
—
2
—
2
—
3
—
3
—
3
—
5
—
5
—
6
—
6
—
7
e dossier complète celui sur la conception des outillages de fonderie
[M 3 585] en abordant la partie fabrication jusqu’à leur finalité, à travers
le survol des méthodes de fabrication, des matériaux utilisés et des perspectives d’avenir de cette filière.
Ici, nous soulignerons l’importance du rôle de l’« outilleur » dont les principales connaissances, en plus de celles propres aux outils qu’il conçoit et
fabrique sont la Conception fabrication assistée par ordinateur (CFAO), l’usinage, la métallurgie et l’ajustage.
Important : les diverses techniques de fonderie utilisées étant très précisément décrites dans d’autres dossiers des Techniques de l’Ingénieur, nous
encourageons le lecteur à se reporter aux références suivantes : [M 3 500],
[M 3 510], [M 3 512] et [M 3 540].
M 3 586
3 - 2008
C
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M 3 586 – 1
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OUTILLAGE DE FONDERIE _____________________________________________________________________________________________________________
1. Fabrication
1.1 Préparation – Méthodes
Une fois la définition numérique validée, les éléments (CAO et
plan papier) sont mis à disposition du préparateur Méthodes. Son
rôle consiste à analyser la géométrie de la pièce, ses difficultés
d’usinage, ses particularités géométriques ou dimensionnelles et à
établir la gamme de fabrication de chaque élément.
Il peut totalement créer la gamme de fabrication selon ses
connaissances propres, ou se servir d’un système informatisé qui
va générer, à partir de gammes-type, le processus d’obtention le
mieux adapté à chaque pièce.
Cette gamme est créée informatiquement dans le système de
Gestion de production assistée par ordinateur (GPAO) et éditée sous
forme de feuillets dont chaque élément décrit exactement les phases d’usinage, dans l’ordre chonologique de réalisation, avec leurs
spécificités techniques. Elle est suivie informatiquement et mise à
jour, en temps réel, par le système de GPAO et son édition papier
ne quittera plus la pièce à laquelle elle est associée dans l’atelier.
Logements de bridage rapide
Figure 1 – Exemple de géométrie pour processus d’usinage standard
Parallèlement à ce travail, le préparateur réalise les achats de
matériels standards de la nomenclature et les approvisionnements
en matière pour les éléments usinés. Ces derniers sont généralement anticipés avec le technicien d’études capable de donner, par
avance, les cotes d’encombrement de la pièce qu’il est en train de
dessiner.
La gamme de fabrication fait appel aux différentes machines que
possède l’outilleur et aux divers procédés qu’il maîtrise.
La performance d’un atelier d’outillage est due, en grande
partie, à la meilleure adéquation entre son process de réalisation et ses moyens, décidée lors de l’élaboration de la gamme
d’usinage.
1.2 Programmation
La programmation numérique des usinages est une des premières opérations de la gamme d’usinage. Elle consiste à traduire les
fichiers CAO, issus du bureau d’études, en programmes d’usinages
qui vont être exécutés sur les machines à commande numérique.
Pour ce faire, les numérisations 3D des éléments d’outillages
sont mises à disposition du service « programmation » via le
réseau informatique. Les programmeurs sont des experts de l’usinage qui connaissent les techniques de fraisage, perçage, tournage, électro-érosion, etc. (en fait, tout type d’usinage sur machine
à commande numérique).
Figure 2 – Type d’usinage réalisé en programmation 3D
Au lieu de renseigner la totalité des opérations nécessaires à
l’usinage de ces sous-ensembles standards, seuls quelques paramètres sont à indiquer, tout le reste étant déjà intégré dans le processus.
Le gain de temps pour un élément totalement standard avoisine
les 70 %, par rapport à une programmation basée sur les fonctions
élémentaires du logiciel.
Par exemple, pour la programmation de l’usinage de la fonction
« bridage rapide » un processus d’usinage standard nécessite le
renseignement de 5 à 6 paramètres sur les 60 demandés, lors
d’une programmation traditionnelle (figure 1).
1.2.2 Programmation 3D
1.2.1 Programmation 2D
Elle s’effectue sur un logiciel qui permet de générer les programmes des usinages de type perçage, contournage, taraudage.
En fait, toutes les opérations dont la définition géométrique peut
être développée dans un plan 2D.
La valeur ajoutée du programmeur 2D tient dans le choix des
outils coupants qu’il utilise, de la stratégie et du process d’usinage
qu’il choisit et de l’ordre d’exécution des différents usinages.
Aujourd’hui, la stratégie de programmation des outillages est
basée sur des processus d’usinages standards. Ce sont des
regroupements d’usinages élémentaires (pointage + avant-trou
+ alésage + lamage + taraudage, par exemple) qui correspondent à une fonctionnalité connue et qui se répètent à chaque
outillage, à quelques paramètres près.
Un exemple en est la fixation démouleur, bridage rapide
(figure 1).
M 3 586 – 2
Ce type de programmation d’usinage permet d’obtenir des surfaces gauches complexes, impossibles à définir à partir d’un plan.
C’est le cas des gravures d’éléments moulants ou de plaques-modèles, des matrices de forge, ou des outils d’emboutissage (figure 2).
La valeur ajoutée du programmeur 3D repose sur le choix de la
stratégie d’usinage (par exemple fraisage en avalant ou en opposition, cycle de tréflage, reprise rayons, usinage par plans positionnés, combinaison de quelques-unes des multiples possibilités de
cycles existantes), mais aussi sur le choix des outils coupants, les
conditions de coupe, la prise en compte des bridages, l’adaptation
de la stratégie aux capacités machine, etc.
Une fois le programme généré, celui-ci est transmis directement
à la machine concernée (par le réseau informatique) (figure 3).
La filière numérique en vigueur se complète ainsi :
– la définition de la pièce à produire est réceptionnée en CAO ;
– elle sert à générer les fichiers 3D des éléments du moule
(figure 3a ) ;
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_____________________________________________________________________________________________________________ OUTILLAGE DE FONDERIE
1.3 Usinage
Le professionnel sur sa machine engage l’usinage selon la liste
générée par le système de GPAO. Il reçoit à son poste N la pièce
provenant du poste N – 1, accompagnée de sa gamme d’usinage,
du plan et d’éventuels documents techniques qui l’accompagnent
(traçabilité, dossier de suivi technique et métallurgique, etc.). Le
programme est prêt en machine et les outils coupants ont été préparés et réglés par le service outils, selon les données transférées
par le programmeur.
Le professionnel exécute alors l’opération confiée, en tenant
compte des règles du métier (prise de départ, contrôle, adaptation
des conditions de coupe aux modes vibratoires non maîtrisés, etc.).
a fichier CAO 3D d’une empreinte de moule
Une fois son opération effectuée, le professionnel contrôle sa
pièce, valide et signe l’opération sur la gamme et envoie la pièce
au poste suivant N + 1. Il s’engage ainsi, par écrit sur la gamme, à
la conformité de l’opération qu’il vient d’effectuer.
1.3.1 Spécificités d’usinage
L’obtention de formes complexes et fines n’est pas toujours possible en usinage par enlèvement traditionnel de matière (fraisage,
tournage,...). Il est parfois nécessaire de recourir à un procédé
d’enlèvement de matière par usinage électrique : l’électroérosion
(figure 4).
La pièce est alors ébauchée au plus juste (1 mm de surépaisseur) (figure 4a ).
Parallèlement, une électrode (en graphite ou en cuivre, matériaux conducteurs) est usinée (figure 5). Elle est le négatif de la
pièce à produire. Puis, la pièce ébauchée est alors plongée dans un
bain d’électrolyte où elle est coiffée par l’électrode précédemment
usinée (figure 4b ).
b programmation d’usinage 3D du même élément
(visualisation d’une partie de la trajectoire de la fraise)
Cette électrode va « descendre » sur la pièce ébauchée et créer
des millions d’arcs électriques qui vont, chacun, arracher d’infimes
particules de matière, évacuées par la circulation d’électrolyte
entre la pièce et l’électrode (le GAP) (figure 6).
La précision obtenue, selon les performances et réglages de
la machine, est de l’ordre de 0,02 mm, dans le meilleur des cas.
1.3.2 Usinage « UGV »
Une alternative de plus en plus fréquente à l’électroérosion
est l’UGV (Usinage Grande Vitesse).
Il est basé sur un type de machines, à grande vitesse de rotation de broche (à partir de 14 000 t/mn et jusqu’à 46 000 t/mn
figure 7), ainsi que sur des outils et des attachements spécifiques capables de résister à ces conditions d’utilisation et équilibrés en conséquence (figure 8).
c le même élément usiné, on reconnaît les traces de fraisage
simulées en programmation 3D
Cette technique permet d’affiner considérablement la précision
et la finesse de l’usinage par l’utilisation d’outils coupants plus
fins, travaillant dans les meilleures conditions, donnant des états
de surface et des précisions géométriques jusqu’alors réservés à
des techniques de rectification ou de rodage, par exemple :
Ra = 1,4 – précision courante 0,01 mm.
Figure 3 – Un exemple visuel de filière numérique
Les conditions de coupe en UGV permettent de prendre des profondeurs de passe très faibles, avec des avances et des vitesses de
rotation très élevées.
– ces éléments sont envoyés en programmation ;
– les programmes d’usinages sont générés et envoyés en
machine via le serveur (figure 3b ) ;
– les points de contrôle sur machine à mesurer 3D sont aussi
générés en programmation à partir de la géométrie 3D (figure 3c ).
Ainsi, les efforts et les vibrations subis par les pièces, en cours
d’usinage, sont très nettement diminués, ce qui permet d’obtenir
des formes plus fines et plus fragiles qu’en usinage traditionnel,
formes largement utilisées en outillage de fonderie sous pression
ainsi qu’en outillage de forage (figure 9).
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a noyau de moule FSP ébauché, la gravure n’est pas finie
b électrode associée à la pièce ci-dessus, on distingue les petits trous
par lesquels circulera l’électrolyte – notez le niveau de finesse des
usinages par rapport à l’ébauche dans l’acier
Figure 4 – Deux étapes du procédé d’électroérosion
Figure 5 – Noyau ébauché par fraisage et son électrode associée
Figure 7 – Photo d’une broche UGV
a outils frettés
Figure 6 – La pièce et l’électrode sont plongées dans l’électrolyte.
On voit le haut de l’électrode qui dépasse du bain
M 3 586 – 4
b outils vissés
Figure 8 – Fraises UGV et leur attachement respectif
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_____________________________________________________________________________________________________________ OUTILLAGE DE FONDERIE
Figure 9 – Une photo rend difficilement la qualité de l’état
de surface d’une pièce. On peut néanmoins remarquer
le « poli-miroir » sur cette matrice de forge pour bielles,
obtenue directement en fraisage UGV
Les gains en temps, par rapport à l’usinage classique, sont de 30
à 50 %, selon la géométrie des pièces mais, surtout, cela permet
d’obtenir directement en usinage des formes qui n’étaient réalisables qu’en électroérosion auparavant (figure 10).
Les limites géométriques sont encore les formes creuses fines et
profondes, pour lesquelles il est difficile d’avoir des outils performants et suffisamment résistants (vibrations au moindre effort de
coupe, puis casse).
Les vitesses de coupe, couramment obtenues dans l’acier
prétraité, sont de l’ordre de 300 m/mn, contre 80 m/mn en usinage traditionnel.
Figure 10 – Formes fines et hautes obtenues par usinage UGV
1.4 Matériaux
1.4.1 Métallurgie
Les aciers utilisés pour les outillages de fonderie doivent être
parmi les plus nobles. Les outilleurs travaillent en partenariat avec
les plus grands aciéristes afin d’optimiser les structures et les
caractéristiques mécaniques pour résister aux fortes contraintes
subies par les outillages dans le domaine de la fonderie sous pression et de la forge, en particulier (figure 11).
Les aciers courants, pour les parties moulantes, sont des aciers
de la famille de X38 Cr Mo V. Ceux-ci (avec leurs traitements thermiques adaptés, que nous verrons dans le paragraphe 1.4.2 sont
les plus résistants aux sollicitations thermiques et mécaniques
subies lors des injections de métal en fusion.
D’autres contraintes, tels que l’arrachement (fonderie sous pression), l’abrasion (fonderie gravité et forge) sont à prendre en
compte pour les outillages.
Les pièces subissant des usures mécaniques (glissières, éjecteurs, pièces mobiles sans contact avec l’aluminium) sont réalisées
avec des aciers de travail à chaud, prétraités ou non.
Les aciers approvisionnés à l’état recuit (X38 Cr Mo V 5, par
exemple), subissent un traitement dans la masse (austénitisation,
trempe, revenus) à l’état d’ébauche, puis, en final, une nitruration
gazeuse profonde (environ 0,30 mm).
Figure 11 – Bloc d’acier livré par un aciériste et destiné à devenir un
élément de moule
Les aciers prétraités, tels que le 40 Cr Mo V 12 + S, sont livrés à
une dureté de 1 200 à 1 400 MPa. Ils ne subiront, par conséquent,
qu’une nitruration gazeuse profonde.
Seules des reprises géométriques, appelées « ragarnissage »,
sont nécessaires, au bout de plusieurs centaines de milliers
d’injections, pour rattraper des écarts géométriques, mais les
caractéristiques mécaniques de l’acier ne bougent pas dans des
conditions normales d’utilisation.
Les aciers développés spécialement pour les pièces devant
résister à la fatigue (carcasses, porte empreintes, etc.) permettent d’obtenir aujourd’hui une durée de vie quasi illimitée
(matage des surfaces d’appui uniquement).
Le type d’acier moulé pour la réalisation des carcasses est le
G35 Cr Mo 12, pour les carcasses d’un poids inférieur à 5 t, et du
G32 Ni Cr Mo 14 pour les carcasses d’un poids supérieur à 5 t. Ces
carcasses sont livrées à l’état prétraité T3 (900 à 1 000 MPa)
(figures 12 et 13).
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Figure 14 – Four sous vide horizontal et son armoire de commande
Figure 12 – Carcasse brute
Figure 15 – Four sous vide vertical. Au fond l’armoire de commande
Les fours sous vide de type vertical permettent uniquement
l’austénitisation et la trempe sous azote. La température maximale
est de 1 250 oC et la pression de refroidissement courante est de
3,5 bar (figure 15).
■ Traitement sous atmosphère
Figure 13 – Carcasse en cours d’usinage
Ces fours, d’ancienne génération, tendent à être progressivement remplacés par des fours sous vide. L’atmosphère de ceux-ci
est contrôlée par le biais d’analyseurs de gaz CO/CO2 (figure 16).
1.4.2 Traitements thermiques
Ces installations ne permettent que la phase d’austénitisation,
avec une température maximale de 1 020 oC. L’opération de
trempe étant réalisée dans une cellule de refroidissement annexe.
Quelques ateliers d’outillage possèdent des installations de traitement thermique. Ceux-ci sont de 2 types : dans la masse et thermochimiques.
Exemple : traitements d’austénitisation sous vide et sous atmosphère contrôlée, trempes en cellules de refroidissement, en polymères et en surpression, des revenus sous vide et en convection
pour les traitements dans la masse, cémentations ou nitrurations
gazeuses pour les traitements de surface.
■ Traitement sous vide
Les fours sous vide horizontaux récents permettent l’austénitisation jusqu’à 1 250 oC, la trempe sous azote, jusqu’à 13 bars (pression
de refroidissement), ainsi que la réalisation de revenus (figure 14).
De part ses qualités de refroidissement, ce type de four est
réservé au traitement des éléments les plus nobles de grandes
dimensions (empreintes, plaques-modèles, ...). Il permet d’effectuer l’austénitisation, la trempe et les revenus dans la continuité.
M 3 586 – 6
La gestion des fours se fait via une supervision et un automate,
gérant temps, température et analyse des gaz injectés (azote,
méthanol, air, gaz industriel) (figure 17).
■ Revenus
Ces fours permettent des températures de 620 oC ou 700 oC. Ils
sont utilisés pour réaliser des préchauffes, les revenus après
trempe ou rechargement.
Ils sont pilotés via une supervision en temps et température et
sont souvent réalisés sans atmosphère protectrice. (à l’air)
(figure 18).
1.5 Ajustage
Avant d’être assemblés, certains éléments nécessitent des opérations d’ajustage.
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Figure 17 – Pupitre de supervision
Figure 16 – Four semi-enterré
Par exemple, en sortie d’électroérosion, les perçages pour la circulation du fluide dans les électrodes génèrent des « picots » qu’il
faut araser et polir. Les raccordements, entre les zones usinées en
UGV et par électroérosion, doivent être affinés, les petits rayons et
les arêtes vives n’étant pas toujours possibles à obtenir en usinage. C’est le rôle des ajusteurs de reprendre tous ces points particuliers, de façon à livrer un outillage parfaitement opérationnel
dès sa première utilisation (figure 19).
1.6 Montage
De façon à être le plus représentatif possible du fonctionnement
futur sur les presses d’injection ou les machines à mouler en gravité, les outillages sont assemblés et testés sous une « presse à
présenter » qui permet de simuler le fonctionnement d’un
outillage.
Figure 18 – Four de revenu
Tous les éléments, nécessitant un jeu précis dans un moule,
sont montés « au bleu ». C’est une technique d’ajustage qui
permet de visualiser le bon affleurement des pièces entre elles.
Lors d’un assemblage, on badigeonne un des éléments d’une
teinture bleue très marquante, puis on met les éléments en
place dans le moule (figure 20).
On démonte cet assemblage, l’affleurement idéal est obtenu
lorsque la pièce, en vis-à-vis de celle badigeonnée au bleu est
juste « piquée » de façon homogène par des petits points
bleus.
Pas de zone sans bleu ou de zones bleuies de façon trop
importantes.
Cette technique est appliquée lorsque l’on recherche un jeu de
fonctionnement nul, ce qui est physiquement impossible à obtenir
par assemblage de pièces tolérancées. C’est le cas des plans de
joint, contrôlés « au bleu », sous presse, de façon à garantir l’étanchéité du moule, ou de la boîte à noyau.
Figure 19 – Éléments de moule ajustés
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2. Des outillages
et des hommes
Les métiers de l’outillage font appel à de nombreuses
compétences, la majorité d’entre elles étant en rapport avec la
métallurgie.
Tous les opérateurs d’un atelier d’outillage sont des professionnels de haut niveau. En effet, les outillages sont des produits de petites séries (un même moule pouvant, par contre,
fabriquer des centaines de milliers de pièces) et à très forte
valeur ajoutée (certains outils d’emboutissage, ou de fonderie
sous pression, atteignent 8 à 10 millions d’Euros).
Les outils sont composés d’éléments de grande précision (souvent au 100e de mm) usinés dans des matériaux nobles.
Figure 20 – Face d’un élément d’outillage badigeonné de « bleu »
Les machines pour usiner de tels éléments (fraiseuses ou
centres d’usinage à commande numérique, fours de traitement
thermiques, presses à présenter) sont complexes et coûteuses.
Exemple : coût de fonctionnement d’une machine d’usinage CN
grande dimension en France, en 2005, de 70 à 100 E par heure, selon
la taille, précision et complexité.
■ Opérateurs
Uniquement des professionnels dans les métiers suivants :
– tourneur,
fraiseur,
rectifieur,
conventionnelles ;
– ajusteur, soudeur, monteur ;
– métrologue ;
– préparateur outils coupants.
CN
et/ou
machines
Formations adaptées : CAP, BEP, Bac professionnel, dans chacun de ces métiers.
■ Techniciens
Figure 21 – Pièce en « résine » issue de l’outillage série
D’autres techniques permettent d’obtenir un jeu maîtrisé, on
peut alors utiliser des « clinquants » (feuille de tôle, d’épaisseur
connue, correspondant au jeu à obtenir). Si l’on peut retirer le clinquant de son assemblage par un léger effort, alors le jeu est bon.
S’il est difficile de le sortir, le jeu est trop faible. S’il « part tout
seul », le jeu est trop fort...
Nous pouvons aussi insérer des morceaux de « pâte à modeler »
entre les éléments, assembler, démonter, puis mesurer l’épaisseur
de la pâte (valable pour des précisions faibles).
Ces techniques font souvent appel au bon sens et nécessitent
rigueur et précision dans leur application.
– dessinateur CAO, programmeur FAO ;
– préparateur bureau des méthodes ;
– spécialiste GPAO, suivi de production, traitements thermiques,
outils coupants ;
– chef d’équipe.
Formations : BTS Études et réalisation d’outillages, BTS productique, DUT génie mécanique, DUT conception de produits, ...
■ Cadres
– responsable d’atelier, chef de production ;
– responsable bureau d’études, bureau des méthodes ;
– responsable qualité, logistique ;
– commercial, gestionnaire...
Après montage, les outillages sont assemblés, puis équipés
pour obtenir une première pièce à base de mousse polyuréthane.
Le moule est équipé comme s’il était monté sur presse à injecter
mais, au lieu d’injecter du métal sous pression, on injecte de la
mousse de polyuréthane qui permet d’obtenir une pièce représentative de la géométrie finale.
Un avantage des métiers de l’outillage réside dans le fait que la
diversité des techniques utilisées et la forte valeur ajoutée des
pièces réalisées permet de s’immiscer rapidement dans tout type
de production de pièces mécaniques, par la suite.
Cette « résine » n’est pas représentative du remplissage et de la
santé matière, mais permet d’analyser géométriquement la forme
sortie du moule (par rapport au fichier CAO de la pièce initiale) afin
de détecter d’éventuels défauts de réalisation du moule (toile trop
fine, infiltration, défaut sur une zone joint, défauts d’usinage,
excentration broche, etc.) (figure 21).
Dans le métier, on dit qu’il faut 10 ans pour devenir
outilleur. Il est certain, qu’àprès cette période, le personnel
aura acquis des compétences techniques et qualitatives facilement valorisables dans tout secteur de production industrielle.
M 3 586 – 8
Formations : Ingénieur généraliste ou mécanique.
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3. Avenir de l’outillage
Filière numérique
Programme de
contrôle 3D
La partie numérique de la réalisation des outillages prend une
place de plus en plus importante dans leur processus de réalisation (figure 22).
Déjà, les filières de CFAO sont complètes : depuis la réalisation
en 3D de la pièce finie, jusqu’à l’obtention du programme d’usinage sur la CN, tout est virtuel aujourd’hui.
Les progrès dans le prototypage rapide vont permettre une nouvelle évolution pour les outillages, au moins en ce qui concerne les
prototypes dans un premier temps. En effet, des fabricants ont mis
au point des machines qui permettent de réaliser, en prototypage
rapide, des éléments de moule directement depuis un fichier CAO.
Il suffit de numériser l’élément de moule que l’on désire (noyau ou
empreinte, ou alors pièce finie).
La machine dépose alors une strate de sable de 280 µm d’épaisseur (épaisseur de 2 grains de sable) puis un durcisseur sur la
partie de cette strate qui constituera le moule. Ainsi, couche après
couche, le moule prendra forme, peu à peu, jusqu’à constituer un
outillage complet. C’est une impression en 3D dans le sable.
Il reste ensuite à aspirer le sable qui n’a pas été solidifié (dépoudrage) et on obtient un modèle prêt à être utilisé en fonderie traditionnelle.
Pas de contrainte de dépouille, car le procédé ne nécessite
aucun démoulage, pas de découpage en différents éléments,
pas de remmoulage des noyaux entre eux, cela permet une
grande liberté dans la conception des pièces et, surtout, une
rapidité exemplaire : un moule de taille 1 500 × 750 × 750 mm
peut être obtenu en moins de 48 h par ce procédé.
Attention, toutefois, à ne pas emprisonner de sable dans une
cavité non débouchante ! (et donc non coulable...) et à ne pas
créer de zones fragiles, parfois difficilement décelables à l’écran.
Le coût d’un tel procédé reste encore élevé, au vu d’une solution
industrielle, mais la démocratisation de ce genre de machine et,
surtout, les gains en productivité attendus (aujourd’hui, une
machine est capable de traiter jusqu’à 15 L de sable à l’heure, alors
qu’il en faudrait 10 fois plus pour concurrencer les procédés
actuels de fonderie) permettent d’imaginer que, dans quelques
temps, on se passera de l’outillage métallique de mise en forme
du sable pour accéder directement à l’impression 3D de moules en
sables complexes.
Numéro pièce
finie 3D
Numéro pièce
brute 3D
Contrôle 3D
Élément
d’outillage
Programme
d’usinage CN
Parcours
d’usinage 3D
Production
pièce physique
Figure 22 – Synoptique de conception d’un outillage par la filière
numérique
métallique) permettent aujourd’hui d’obtenir, en quelques
minutes, des prototypes d’éléments moulants capables de résister
à quelques injections haute pression.
L’industrie européenne de l’outillage doit s’engager rapidement,
et fortement, dans ces voies de développement, car elle se voit,
aujourd’hui, lourdement menacée par des outilleurs installés dans
des pays à bas coût qui accèdent aux technologies de pointe et
proposent actuellement aux fondeurs des outillages de qualité à
prix cassé. L’avance technologique (rupture technologique, qualité
de réalisation, délai d’obtention et capacité à réaliser des outillages
complexes), seule, permettra de contenir la concurrence de ces
outilleurs émergents.
4. Conclusion
Comme tout domaine de l’industrie actuelle, l’outillage évolue à
grande vitesse et, seuls, les plus aptes à devancer ces changements pourront demain continuer à composer sur ce marché
hyper compétitif.
Les moules de fonderie sous pression en acier ont encore
de beaux jours devant eux car il n’existe pas, aujourd’hui, de
procédé de prototypage rapide qui soit compétitif avec la production de pièces coulées en alliage léger.
Totalement liés à la présence des fonderies, les outilleurs sont
tributaires de leur santé industrielle mais sont aussi un atout précieux pour elles, afin de maintenir leur avance technologique et
leurs prix de revient.
Mais des techniques d’obtention d’outillages à partir de carbone
pulvérulent (compactage de mousse de carbone sur une empreinte
Une bonne entente, entre fondeurs et outilleurs, un partenariat
actif et un échange des savoir-faire sont, pour chacun, un gage de
compétitivité, au-delà de la classique relation client-fournisseur.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. – © Editions T.I.
Dossier délivré pour
DOCUMENTATION
13/10/2008
Numéro
outillage 3D
M 3 586 – 9