Wolfensberger réalise ses prototypes en un clin d'oeil

Le fondeur suisse a fait appel pour ses roues de turbines Francis au procédé de fabrication rapide de moules de Voxeljet Technology. Un gain de temps, d'argent, et des modifications en un clic.

LE PROBLÈME FABRIQUER UNE PIÈCE COMPLEXE

Fournisseur, entre autres, de pièces pour la construction des centrales hydroélectriques, Wolfensberger a été confronté à un cas complexe : la fabrication de petites et moyennes roues de turbines Francis. Très peu de fonderies osent en effet s'attaquer à la géométrie complexe de cette roue, avec ses pales incurvées vers l'intérieur et s'amincissant vers les bords, soumise pendant son cycle de vie à des contraintes élevées.

LA SOLUTION UTILISER LE PROTOTYPAGE RAPIDE

Pour maîtriser ce défi, Wolfensberger a fait appel à Voxeljet Technology. Cette entreprise spécialisée dans la fonderie rapide, basée à Augsbourg en Allemagne, produit des moules et des noyaux en sable pour les pièces coulées en métal, selon un procédé de fabrication par couches. Le matériau du moule est appliqué en fines couches sur un plateau, puis imprégné de façon sélective avec une résine furannique qui lie les particules. On obtient ainsi, couche après couche, les formes désirées par pilotage informatique et de façon entièrement automatisée.

Grâce à ce procédé par superposition, on peut fabriquer des moules à géométrie complexe avec une très grande précision. Voxeljet dispose de six installations de type S15 pour fabriquer des éléments de moules et des noyaux pouvant atteindre 1,5 x 0,75 x 0,7 m et ce, en différents matériaux. Le matériau principal étant toutefois le sable siliceux. La production se fait "à la demande" : le client envoie les données CAO 3D du moule à construire en spécifiant le nombre de pièces. Après un délai minimum de trois jours, la fabrication est finie et le moule, prêt à l'emploi en fonderie, est envoyé au client.

Dans le cas de la roue de turbine Francis, l'entreprise de fonderie a envoyé par courriel comme d'habitude les données CAO à Augsbourg. Une fois vérifiées, ces données ont été transmises à la machine S15. Les éléments de moule ont été réalisés en quelques heures en couches de 0,3 mm de kerphalite, un matériau qui se prête particulièrement bien à la fabrication des moules pour les pièces en fonte et en acier. Après le nettoyage à l'air comprimé, les éléments du moule ont été livrés en Suisse par un transporteur. Il ne reste plus au fondeur qu'à les assembler et revêtir le moule à 1 650 °C d'une coulée d'acier fin résistant à la corrosion. La roue était ainsi prête.

LE RÉSULTAT DES DÉLAIS DE DÉVELOPPEMENT RACCOURCIS

« Le procédé Voxeljet élimine la fabrication des modèles onéreux que nécessite la méthode classique », explique Paul Stadler, responsable de la préparation du travail chez Wolfensberger. « Avec Voxeljet, les modifications se font par un simple clic et l'on peut immédiatement lancer la construction informatisée d'un nouvel élément de moule. » Le procédé assure une grande liberté de formes et permet aussi bien de grandes pièces d'un seul tenant que des contre-dépouilles. Ce qui améliore la précision des pièces moulées tout en réduisant les opérations d'ébarbage. Le procédé réduit le temps de fabrication de trois à cinq fois par rapport à une approche classique. Quant au coût, un moule composé de trois parties de 400 x 400 x 150 mm est facturé par exemple 800 euros. Un outil de cotation est disponible sur le site Voxeljet.

L'ENTREPRISE EN BREF

Fournisseur des pièces de fonderie Située à Bauma (Suisse) Effectif Environ 200 collaborateurs Production L'entreprise coule chaque année près de 2 000 tonnes d'alliages de fonte et d'acier. Chiffre d'affaires 82,5 millions de francs suisses en 2008, dont 10% sont réalisés sur le marché de l'énergie hydraulique.

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