Par Marjolein de Wit-Blok
L'article original, en néerlandais, a été publié dans le magazine Constructeur et peut être lu en ligne.
Paro Software organise une table ronde
Lors d'un mini-symposium de la Vereniging Hydrauliek Platform (VPH) l'été dernier, deux présentations ont montré que l'impression 3D est également une technique de production offrant des possibilités dans ce domaine. La question de savoir si ces possibilités sont suffisantes pour une application à grande échelle à court terme est une autre histoire. C'est pourquoi une " table ronde " avec Marc Paro de Paro Software, Adri Overbeeke de Hydrauvision et Job van Berkel de Mazak au sujet des différentes perspectives.
Hydrauvision est une entreprise spécialisée dans les technologies d'entraînement hydraulique et Adri Overbeeke était l'un des orateurs du symposium VPH. L'entreprise était l'un des participants au projet européen CompoLight qui s'est déroulé de novembre 2008 à octobre 2011. Le projet a notamment étudié l'impression 3D de collecteurs en métal et a révélé plusieurs caractéristiques intéressantes. Cela commence par l'objectif initial de l'impression 3D : le prototypage rapide - produire tout aussi rapidement un modèle en plastique qui peut ensuite au moins être testé pour sa fonctionnalité. Avec les collecteurs, l'utilisation du plastique limite les possibilités de mettre le modèle à pleine pression, mais le parcours correct des différents couloirs dans le bloc peut être vérifié.
Ne jamais dire jamais
Pourtant, ce n'est pas une technique de production que Marc Paro, directeur de Paro Software, va adopter en peu de temps. Paro est spécialisé dans l'ingénierie des collecteurs. Cela commence par l'élaboration d'un schéma hydraulique qui est ensuite converti en un modèle 3D qui constitue la base du programme CNC final. Grâce à la conversion partiellement automatique du schéma au modèle, le risque d'erreurs dans le plan de fabrication final est réduit au minimum. Un avantage important compte tenu du temps de production qui peut atteindre plusieurs heures avec un collecteur complexe. Une production à la première fois est plus que souhaitable.
Marc Paro : "Je n'exclus jamais rien. L'exemple de Steve Ballmer est trop connu pour cela."
Marc Paro fait ici référence au rire de Steve Ballmer, alors PDG de Microsoft, lorsqu'on lui a demandé, lors d'une interview, si l'iPhone obtiendrait un jour une part de marché significative. Ballmer était persuadé que ce jour n'arriverait jamais, déclarant qu'il n'y avait aucune chance que cela se produise.
Marc poursuit : "Alors que de nombreuses personnes pensaient qu'un téléphone sans clavier physique ne gagnerait vraiment pas, l'époque actuelle nous apprend autre chose. Je ne serai donc pas celui qui dira que l'impression 3D ne fonctionnera pas dans l'industrie de la plomberie.
Le cœur du problème
Mais il ne pense pas que les avantages de l'impression 3D soient suffisamment distinctifs pour la production de collecteurs. Certainement pas en ce qui concerne le délai de production.
Marc Paro : "Concevoir un schéma hydraulique, le convertir en modèle puis en programme, ce sont des processus qui perdurent. Que vous fassiez un programme pour votre machine CNC ou votre imprimante 3D. En ce qui concerne la production 3D elle-même, je ne pense pas qu'elle permette de gagner du temps, et même si c'est le cas, je ne pense pas que ce soit significatif, certainement pas si l'on considère que les collecteurs sont souvent produits en plus petit nombre, voire régulièrement en tant que pièces uniques, de sorte que la loi des grands nombres ne s'applique pas ici."
Job van Berkel, directeur général de Yamazaki Mazak Europe, ajoute : "À cet égard, nous travaillons actuellement sur des parties du processus global où il est possible de réaliser des gains de temps plus importants. En tant que fournisseur de machines, notre attention se porte actuellement sur le post-traitement. C'est-à-dire une conversion rapide et sans erreur d'un fichier FAO en un programme CNC final. Cela vous permettrait de réduire l'une des parties les plus fastidieuses de l'usinage conventionnel, et c'est là le cœur du problème."
Conception gratuite
Adri Overbeeke, qui a participé à l'étude CompoLight pour le compte d'Hydrauvison, ajoute : "Les résultats de cette étude datent maintenant de dix ans et ne sont donc plus d'actualité en ce qui concerne les délais de livraison possibles : "Les résultats de cette recherche datent maintenant de dix ans et ne sont donc plus d'actualité en ce qui concerne les délais réalisables. Je pense que l'on peut supposer que l'impression elle-même est aujourd'hui plus rapide. Sur la base de ces recherches, je ne peux donc pas donner de chiffres concrets, mais il y a d'autres avantages qui peuvent être tirés de ces recherches et qui sont spécifiquement liés à la manière dont un produit est construit à partir de couches. En particulier, la liberté de conception est une propriété qui peut apporter des avantages dans le domaine de la conception.
Pour les collecteurs, une conception libre signifie que l'ingénierie n'est plus liée aux limites de l'usinage traditionnel. Par exemple, le fait qu'une perceuse ne puisse percer que des trous droits. Par exemple, le fait qu'une perceuse ne puisse percer que des trous droits. Par exemple, le fait qu'une perceuse puisse percer que des trous droits.
Adri Overbeeke : "Bien au contraire. Avec une conception pour la fabrication additive, vous pouvez concevoir les couloirs de manière optimale, par exemple en évitant tous les angles (droits), ce qui contribue à un flux optimal et à une perte de charge minimale. Il n'y a pas non plus d'ouvertures qui sont inévitables lors des opérations de forage d'application et qui doivent être scellées par des bouchons par la suite, et la conception de forme libre peut vous éviter de devoir trouver des solutions complexes lorsque deux canaux se croisent au même endroit, ce qui est l'un des problèmes que nous avons eu dans une conception d'essai à l'époque, résolu en concevant les canaux de telle sorte qu'ils puissent passer l'un devant l'autre sans croiser une seule et même section transversale."
Des milliers de cavités
Marc Paro est d'accord avec cet avantage caractéristique : "Très clairement. La seule chose est que les avantages soient suffisamment importants pour investir dans l'AM, et ce point de basculement n'a pas encore été atteint à mon avis."
Job van Berkel : "À l'heure actuelle, par exemple, nous disposons de beaucoup de connaissances sur la production optimale de collecteurs par usinage et sur les matériaux. Nous savons par exemple qu'une machine CNC à cinq axes dotée d'un grand magasin d'outils est capable de manœuvrer pour produire des blocs comportant des centaines, voire des milliers de cavités, car ne vous y trompez pas, c'est de ce nombre qu'il s'agit pour un collecteur complexe."
Marc Paro : "Concevoir pour la fonctionnalité et, comme l'a indiqué Job, pour une conversion sans problème à une programmation CNC. Si vous décidez de passer à l'AM, vous devrez être en mesure d'en tirer de nombreux avantages pour justifier les coûts correspondants et le temps nécessaire pour acquérir les connaissances et l'expérience requises pour travailler avec cette nouvelle technique de production, afin de rendre l'investissement réalisable."
Big data
Marc Paro continue de philosopher : " Si nous devions finalement continuer avec l'AM, je croirais aux possibilités du Big Data. Si vous deviez stocker toutes les conceptions que vous réalisez dans une base de données, vous pourriez alors vous appuyer de plus en plus sur des conceptions existantes, ce qui raccourcit le temps d'ingénierie. Si vous parvenez rapidement à une conception finale et que le temps nécessaire pour obtenir un fichier d'impression 3D est limité, vous pouvez alors prendre des mesures en termes de délai, je pense, mais malheureusement cette base de données n'existe pas encore et je comprends qu'en principe, le temps nécessaire doit également être réservé à l'étape de la conception au programme pour une imprimante 3D."
Un poids qui fait pencher la balance
Les recherches d'Adri Overbeeke ont fait apparaître un deuxième avantage important : la possibilité de réduire considérablement le poids d'un collecteur avec AM.
Adri Overbeeke : "Après tout, une différence essentielle entre l'AM et l'usinage est le fait que la matière est enlevée pendant l'usinage alors que l'AM est utilisée précisément pour ajouter de la matière. Il est préférable d'en ajouter le moins possible en fonction du temps de production. Le résultat final est un gain de poids qui - sur la base des simulations de l'étude - peut aller jusqu'à 80 %, des pourcentages qui font pencher la balance. Dans les applications où le poids joue un rôle, par exemple dans les transports aériens et spatiaux, cela peut être un avantage décisif."
Quand le délai d'exécution est secondaire
La conclusion finale au sein du groupe est que l'AM ne devient intéressant pour les blocs collecteurs hydrauliques que lorsque les avantages spécifiques tels que la conception libre et compacte et le gain de poids l'emportent sur le délai d'exécution. Dans tous les cas, les avantages ne consistent pas à raccourcir le délai d'exécution. L'AM n'est pas un moyen de réduire le délai d'exécution.
Adri Overbeeke : "En principe, le délai d'exécution est déterminé par le matériau que vous choisissez - c'est-à-dire le plastique ou le métal - et par le volume que vous devez imprimer. Cela signifie que la taille du collecteur est vraiment cruciale pour la vitesse de production, qui joue un rôle un peu moins important dans l'usinage. Cela signifie que pour les produits plus petits, le point de basculement peut être atteint plus tôt, mais surtout dans le cas des blocs collecteurs pour lesquels il faut une conception qui ne peut pas être réalisée avec l'usinage."
M. Overbeeke poursuit : "Un autre avantage pourrait être que vous pouvez imprimer votre collecteur par AM n'importe où dans le monde, ce qui peut faire la différence en cas d'urgence. Il vous suffit d'envoyer le fichier à un site voisin pour qu'il soit ensuite livré sur place. Bien sûr, une telle machine doit être disponible, mais contrairement à l'usinage, je pense que moins de connaissances sont nécessaires pour fabriquer finalement le produit, par exemple, le pilotage d'un programme CNC ne conduit pas automatiquement au résultat final souhaité en raison des connaissances et des compétences de l'opérateur sur place."
Le temps n'est pas encore venu
Marc Paro : "Je pense que nous pouvons conclure que la technologie est appropriée en principe, mais que le temps n'est peut-être pas encore venu pour des applications réelles. Cela s'explique par le fait que le marché des collecteurs hydrauliques est relativement petit et que la taille des lots est limitée. En outre, je pense qu'il faut acquérir davantage de connaissances et d'expérience en ce qui concerne la fiabilité de la qualité avec laquelle vous produisez. Je peux imaginer qu'il s'agira d'un produit courant dans dix ou vingt ans, mais je ne pense pas que vous deviez vous inquiéter en tant qu’usine de blocs."
