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Partenariat entre AddUp et WBA | Blog

Interview des directeurs de WBA et AddUp qui expliquent le contexte et les objectifs d’une initiative conjointe de création d’une Plateforme de l’impression 3D dédiée à l’outillage à la WBA, début 2023.

12 octobre, 2022

Interview de Martin Ricchiuti du magazine FORM+Werkzeug

L‘Académie de l’outillage WBA de Aachen accompagne les fabricants d’outils et de moules à développer des innovations techniques pour l’industrie. AddUp, une coentreprise créée par Michelin et Fives, est un équipementier mondial de systèmes de production multi-technologiques pour la fabrication additive métallique. Dans cet entretien avec le professeur Wolfgang Boos, directeur de la WBA, et Julien Marcilly, directeur général adjoint d’AddUp, vous découvrirez le contexte et les objectifs de cette initiative conjointe de créer un Centre d’excellence pour la fabrication additive dans le domaine de l’outillage à la WBA.

Trouver des solutions additives:
Simplifier l’accès à la fabrication additive métallique.

AddUp mettra à la disposition de la WBA sa machine 3D, une FormUp^® 350, basée sur la technologie LPBF, fusion sur lit de poudre (Laser-Powder bed fusion). L’impression 3D métallique permet d’exploiter le potentiel de la fabrication locale d’outils et de moules et de poursuivre le développement de la chaîne de valeur.

FORM+Tool : M. Marcilly, quels sont les objectifs d’AddUp avec cette nouvelle plateforme de fabrication additive de la WBA et quel rôle joue AddUp dans cette coopération ?

Marcilly : Avec notre société AddUp GmbH, fondée en avril 2022 à Aix-la-Chapelle, nous poursuivons l’objectif stratégique de nous ouvrir au marché allemand de l’impression 3D métal. Il est donc tout à fait logique de conclure un partenariat avec la WBA. Nous installerons notre dernier système PBF « FormUp 350 » dans un hall dédié, au sein de l’atelier de démonstration de la WBA et le rendrons accessible aux clients potentiels. Une fois l’installation terminée, nous y placerons trois à quatre ingénieurs d’application épaulés par des opérateurs expérimentés, afin d’accompagner les industriels intéressés à faire leurs premiers pas dans l’impression 3D métal sur notre machine. En outre, d’autres développements de la technologie PBF seront réalisés sur cette machine, en étroite collaboration avec les experts de la WBA.

FW : Prof. Boos, l’impression 3D est-elle un nouveau domaine technologique pour la WBA que vous souhaitez développer avec le soutien d’AddUp ?

Boos : Jusqu’à présent, la WBA s’est concentrée sur les cinq technologies classiques de la fabrication d’outils. Cependant, il y a environ quatre ans, avec les partenaires de notre communauté, nous avons commencé à explorer le marché de l’impression 3D de manière ciblée afin de trouver des solutions à fort potentiel pour les besoins de l’outillage. Après divers ateliers numériques et nombreuses discussions avec les experts d’AddUp, il est apparu clairement en 2021 qu’un Centre d’excellence pour la fabrication additive dans le domaine de l’outillage représentait une situation gagnant-gagnant pour les deux parties.

Car pour la WBA, l’introduction de cette sixième technologie dans le domaine de la fabrication d’outils et de moules est une étape tout à fait logique. Si un partenaire tel qu’AddUp entre dans la communauté et accepte d’installer une machine 3D sur laquelle vous pouvez non seulement optimiser les pièces, mais aussi améliorer le process avec des experts, alors nous aurons une collaboration particulièrement réussie. Nous nous réjouissons de travailler conjointement avec AddUp.

FW : Vous parlez de l’optimisation de la technologie PBF. Qu’est-ce que vous entendez par là ?

Boos : Je pense qu’il est important de communiquer sur la façon de manipuler les matériaux et sur les performances qui peuvent être atteintes avec une imprimante 3D dans des conditions optimisées et industrielles. Mais en même temps, il y a aussi des questions telles que la numérisation qui doivent être abordées. Que peut-on mettre en œuvre comme connexion ? Il est important d’en savoir beaucoup plus sur les matériaux et la technologie. C’est pourquoi nous avons convenu qu’en plus des deux partenaires AddUp et WBA, nous impliquerons également l’ensemble de notre communauté dans ce projet, soit environ 85 entreprises.

De cette manière, un nombre beaucoup plus important d’impulsions et d’idées verront le jour en termes de poudre, de process, de composants et d’applications. Des exigences sont définies et peuvent être testées spécifiquement, directement sur la machine. C’est la condition idéale pour agir ensemble et proposer des solutions industrielles en faisant appel à l’impression 3D métallique.

FW : L’équipement et le personnel viennent d’AddUp, qu’est-ce que la WBA apporte dans cette coopération ?

Boos : Nous faisons également appel à un ingénieur en impression 3D de la WBA qui a accumulé de l’expertise au fil des ans. Cependant, nous nous concentrerons sur l’acquisition de composants et sur les fabricants d’outils et de moules. En tant que partenaire, Addup nous aide à élaborer le meilleur procédé pour la production de tous les composants nécessaires. En outre, avec nos méthodes classiques, nous pouvons nous occuper du post-traitement des pièces imprimées en 3D. La nouvelle plateforme d’impression 3D aura une proposition de vente unique et nous souhaitons couvrir l’ensemble de la chaîne de valeur.

FW : Susciter l’intérêt des fabricants d’outils et de moules : quels sont les problématiques spécifiques que vous souhaitez aborder ?

Marcilly : Il existe un énorme potentiel de réduction des temps de cycle dans le moulage par injection. Notre machine peut traiter une poudre fine à faible granulométrie, ce qui présente des avantages dans la production de canaux de refroidissement internes et, par conséquent, augmente la rentabilité du moule à injection. Nous avons également déjà développé un nouvel acier à outils et fabriqué les premières pièces, mais ce n’est qu’un début. Nous sommes en train de développer des aciers spéciaux pour les inserts de moules dans le domaine de la construction d’outils. À l’avenir, l’accent sera également mis sur les outils destinés aux applications de la technologie médicale et sur les outils de moulage par injection sous pression.

FW : Comment cette coopération soutient-elle l’orientation stratégique de la WBA, notamment avec le thème de la numérisation mentionné plus haut ?

Boos : Depuis environ cinq ans, la gamme de services de la WBA comprend non seulement les cinq technologies classiques de manière isolée, mais aussi la fabrication de composants individuels, jusqu’aux outils complets. Cela nous permet de réaliser jusqu’à un million d’euros de chiffre d’affaires par an. Nous allons maintenant étoffer cette offre avec une sixième technologie, sous la forme d’un accompagnement complet, du conseil jusqu’à l’impression en 3D de pièces métalliques. De mon point de vue, cela inclut notamment l’ensemble du thème de l’industrie 4.0.

Alors qu’à l’heure actuelle, seuls des capteurs de bruits de structure ou des compteurs de tirs sont intégrés, je suis convaincu que nous pouvons atteindre un tout autre niveau avec des composants 3D imprimés de manière appropriée. Il existe encore de nombreuses approches et objectifs de recherche que nous souhaitons poursuivre ensemble.

FW : Quel appel est fait à l’industrie de la fabrication d’outils et de moules à ce stade ?

Boos : L’une des caractéristiques du fabricant classique d’outils et de moules est qu’il doit d’abord le voir pour croire que cela fonctionne. Choisir de commencer par le composant dont vous avez réellement besoin n’aurait de sens qu’au cas par cas, car cela nécessite des connaissances préalables, comme un design adapté à l’impression 3D. En tant que Centre d’excellence, nous voulons développer des solutions uniques en collaboration avec nos clients. Notre offre doit être une approche simple de la fabrication additive.

Marcilly : Une des solutions serait que le client achète une machine. Ce serait un investissement énorme pour pouvoir faire les premiers pas et les premières expériences de cette technologie. En pratique, cette alternative a un coût trop élevé. En revanche, ici, au Centre d’excellence, vous trouverez une machine ainsi que l’expertise combinée d’AddUp et de la WBA, que le client peut utiliser pour s’essayer aux pièces ou tester les matériaux et les conceptions. En tant que prestataire de services, AddUp imprime des pièces métalliques d’une valeur d’environ 10 millions d’euros en France, il existe donc déjà une grande expertise en matière d’applications que vous pouvez exploiter et que nous mettons à votre disposition. Avec les premières expériences et réussites, le pas est facile à franchir pour investir dans votre première machine AddUp.

FW : Quand cette plateforme pour la fabrication additive sera-t-elle mise en fonction ?

Marcilly : Le système de production est en cours d’installation. Nous allons faire une présentation de cette nouvelle plateforme le 25 octobre 2022 avec les premières applications pour notre projet AddUp et nos partenaires. Le 26 octobre, tous les membres de la WBA bénéficieront d’une visite et d’une présentation de la technologie additive et de la machine lors de leur réunion annuelle. L’ouverture officielle est prévue pour début 2023.

Boos : C’est bien que nous ayons déjà une sorte de pré-ouverture à la fin du mois d’octobre pour les clients et partenaires d’AddUp et la communauté WBA. Le 27 octobre, nous avons également le colloque sur la fabrication d’outils avec la cérémonie de remise des prix EiP. Ainsi, nous pouvons déjà poser un premier jalon pour les entreprises qui sont ouvertes aux nouvelles technologies.

Marcilly : Nous présentons également le FormUp 350 au salon Formnext en novembre et nous nous réjouissons de rencontrer les personnes intéressées sur notre stand E01 dans le hall 12.0.

FW: Merci pour cette interview !

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WBA Aachen Toolmaking Academy GmbH

D 52074 Aachen

info@werkzeugbau-akademie.de

www.werkzeugbau-akademie.de

AddUp Global additive solutions

F63118 CEBAZAT

contact@addupsolutions.com

www.addupsolutions.com

Full interview in German read here

Mélangeur statique imprimé en 3D et sans support – blog

Découvrez comment le dispositif de recouvrement à rouleaux d’AddUp et la distribution granulométrique plus fine des poudres (PSD) permettent d’obtenir des caractéristiques plus fines, une meilleure finition de surface et éliminent le besoin de supports lors de la production d’un mélangeur statique.

Écrit par: Nick Estock, directeur des applications et du développement commercial

La fabrication additive, comme tout procédé de fabrication, a ses forces et ses faiblesses. Tous les processus comportent généralement des étapes à forte valeur ajoutée et des opérations secondaires nécessaires qui sont la conséquence de leurs défauts. Le supportage est l’un de ces maux nécessaires de la fabrication additive. Les supports de structure font partie du processus mais n’ajoutent aucune valeur à la pièce finale. En fait, ils diminuent cette même valeur car les supports consomment du matériel et du temps machine et doivent ensuite être retirés après impression. Tout cela réduit la productivité et, en fin de compte, vous coûte de l’argent. Alors, éliminons-les ! (OK, disons plutôt, minimisons-les…).

AddUp, une coentreprise entre Michelin et Fives, a mis au point un système pour y parvenir. Michelin utilise lla fabrication additive (AM) depuis le début des années 2000, bien avant que je sache ce qu’était une imprimante 3D (nous n’avions pas d’imprimantes 3D ni même de smartphones lorsque j’étais au lycée). Michelin a d’abord utilisé cette technologie pour réduire le cycle de développement des inserts de moulage de ses pneus, appelés lamelles. Aujourd’hui, ils produisent plus d’un million de ces lamelles par an pour leurs moules de production. Les caractéristiques essentielles de ces lamelles imprimées en 3D sont les suivantes : une résolution allant jusqu’à 0,2 mm, des surplombs peu profonds pouvant aller jusqu’à 15 degrés et une qualité de surface pouvant aller jusqu’à 4 Ra μm.

Lorsque Michelin s’est lancé avec Fives dans l’impression 3D métallique, comment ont-ils réussi à atteindre un tel niveau de qualité ?  En développant la FormUp® 350, qui est la seule machine industrielle de fusion sur lit de poudre (PBF) à utiliser un rouleau en conjonction avec une distribution de la taille des particules de poudre plus fine.  Les technologies PBF habituelles utilisent une taille allant de 25 à 63 μm. La FormUp peut quant à elle gérer, distribuer et étaler efficacement des poudres jusqu’à 5-25 μm.  En utilisant des poudres plus fines et un rouleau, la FormUp obtient une meilleure densité de tassement sur son plateau de production, allant jusqu’à 70% de densité.  Combinez cela avec des paramètres ouverts de haute qualité et vous avez une recette pour construire des caractéristiques plus fines, de meilleures finitions et oui moins de supports, sans tracas et dès la sortie de machine !  Qu’est-ce que je veux dire par « dès la sortie de machine » ?  Je veux dire pas de sauce secrète, pas de paramètres spéciaux appliqués dans certaines zones et pas de ralentissement du processus.  Concevez-le, appliquez vos paramètres standards, chargez-le sur la machine et c’est parti !

Prenons un exemple, un mélangeur statique que notre équipe d’application a développé pour mieux illustrer ce point.

Qu’est-ce qu’un mélangeur statique ?

Voici la définition trouvée sur Wikipedia: 

« Un mélangeur statique est un dispositif de mélange en continu des fluides¹. Ce dispositif permet de mélanger des liquides mais il peut aussi être utilisé avec des gaz ou pour mélanger un gaz et un liquide. Les dépenses énergétiques permettant de favoriser le mélange provoquent une perte de pression lors du passage du fluide à travers le mélangeur statique. »

En d’autres termes, il s’agit d’un tuyau dans lequel deux ou plusieurs fluides sont introduits et transportés à travers une série d’éléments « statiques » tels que des plaques ou des palettes pour homogénéiser les fluides à la sortie.  Pourquoi est-ce une excellente application pour les additifs ?  Parce que vous pouvez optimiser et personnaliser la conception pour toute application donnée.  Pourquoi un mélangeur statique est-il une pièce difficile à produire de manière additive ?  Parce que les éléments de mélange posent un problème lorsqu’ils sont imprimés selon les directives traditionnelles de l’AM.  Les directives de conception standard pour l’AM signifient que ces éléments devraient être imprimés à des angles de 45 degrés.  Cette limitation nécessiterait soit d’allonger la zone de mélange du mélangeur lui-même et/ou d’ajouter beaucoup plus d’éléments pour obtenir les performances souhaitées.  Dans les deux cas, vous ne tirez plus parti des avantages de l’additif et il ne reste qu’une pièce inefficace et coûteuse.

Mélangeur statique avec :	Mélangeur statique AddUp	Standard AM Guidelines (45˙ fins)	Réduction
Hauteur totale	305 mm	654 mm	53%
Matériel nécessaire	738.5 cc	1583.82 cc	53%
Temps de construction	88 heures, 32 minutes	189 heures, 51 minutes	53%

Le mélangeur statique AddUp a augmenté la productivité de 53 % !

Et si vous n’aviez pas cette contrainte ?

Le mélangeur statique présenté ici a été imprimé sans ces contraintes techniques. Nos ingénieurs ont conçu ce mélangeur avec des éléments aussi peu profonds que 25 degrés sans aucun support tout en obtenant un état de surface acceptable. De plus, ils l’ont conçu en moins de deux semaines et ont obtenu un rendement de premier ordre. Comment est-ce possible ? La configuration du rouleau et de la poudre fine d’AddUp, associée aux bons paramètres, offre de nouvelles libertés de design pour la technologie additive.

Comme le montrent les figures A et B, en utilisant un système de rouleaux avec une poudre plus fine, le système AddUp peut obtenir une réduction de la rugosité de surface d’environ 10 Ra μm pour tout angle upskin/downskin donné, par rapport aux à une poudre moyenne avec un système de mise en couche de type racleur. (Upskin : surface supérieure.. Downskin : surface inférieure).

EXPOSITION A

EXPOSITION B

N’oubliez pas que tout cela a été réalisé dès la sortie de la machine et sans aucun problème ! Il n’y a pas de paramètres spéciaux pour le downskin. Il n’est pas nécessaire de recourir à un développement avancé qui peut prendre des mois et d’innombrables heures d’ingénierie et de temps machine pour y parvenir. Ces résultats peuvent être obtenus à l’aide de nos paramètres standards. Chez d’autres fabricants de machines, les états de surface améliorés ou les inclinaisons extrêmes ont souvent pour conséquence de ralentir votre productivité. En effet, ils utilisent moins de puissance laser à une vitesse réduite pour obtenir de tels résultats, ce qui ralentit votre productivité. Cela introduit également des variables supplémentaires dans les propriétés mécaniques de votre pièce. Au lieu d’avoir un ensemble unique de paramètres, donnant un ensemble connu de propriétés mécaniques dans tout le volume de votre pièce, vous avez créé des zones qui peuvent potentiellement présenter des comportements différents. Le système AddUp obtient ces résultats grâce à une meilleure densité de remplissage de notre lit de poudre et à la configuration de notre rouleau à poudre fine.

Vous pensez que c’est trop beau pour être vrai ? Venez faire un essai chez nous ! Nous venons d’achever la rénovation de nos installations de Cincinnati, qui servent non seulement de siège social aux États-Unis, mais aussi de centre de démonstration technique. De la poudre à la pièce, notre atelier dispose de toutes les capacités pour réaliser des prototypes fonctionnels et même imprimer en 3D des pièces en série. Notre équipe est prête à accompagner nos clients, qu’il s’agisse de se lancer dans l’AM ou de réaliser une application industrielle clé en main.

Utilisez le formulaire ci-dessous pour nous parler de votre projet et nous vous montrerons la différence AddUp ! Nous attendons avec impatience l’opportunité de travailler ensemble.