Newsletter N°56 - La fabrication de moules en sable par impression 3D devient enfin « verte »

Les techniques de prototypage rapide pour fabriquer des moules et des noyaux en sable, cela existait déjà. L’usage de liants minérau  x  (certains parlent de liants non organiques, autrement dit, de l’argile et non des résines) pour fabriquer ces noyaux et ces moules, cela existait aussi, notamment pour la fabrication de blocs de moteurs d’automobiles. En revanche, la combinaison des deux était jusque-là inédite.
Présentée pour la première fois au salon international de la fonderie, le GIFA de Düsseldorf, cette méthode fraichement mise au point concilie ainsi rapidité, qualité et respect de l’environnement. Son principe est le même que l’impression 3D classique de moules en sables : le sable (mélangé au liant) est déposé par fines couches successives, et un laser vient « imprimer » chaque couche en fondant le liant. Une fois imprimées, les pièces réalisé  es doivent ensuite subir un séchage au four pendant plusieurs heures avant de servir en production. 

« Désormais, les utilisateurs impliqués dans la production de petites séries et de prototypes peuvent également tirer parti des avantages offerts par les systèmes inorganiques », se félicite Ingo Ederer, PDG de Voxeljet. Mieux, selon les deux partenaires, la qualité obtenue avec cette technique serait meilleure qu’avec des résines car les liants minéraux ne brûlent pas lors de la coulée. Cette particularité constitue également le gros avantage écologique du processus. En effet, contrairement aux résines, ce liant n’émet ainsi aucune émission nocive pendant la coulée, ni même d’odeur ou de condensats.

Voxeljet ne compte pas en rester là. Pour preuve, l’Allemand vient également de dévoiler à l’occasion du Gifa un concept de machine de fabrication de moules et de noyaux radicalement différent de ce qui se fait d’habitude, une imprimante continue. Objectif : gagner en rapidité et en productivité grâce à un processus qui assure en parallèle la fabrication et l’extraction des modèles finis. Sur la machine, on retrouve ainsi d’un côté, une unité de fabrication par accumulation de couches, de l’autre, une unité d’extraction. Et entre les deux, un convoyeur à courroie fait le lien. Le secret de cette architecture si efficace ? L’impression est réalisée sur un plan incliné, assez pour que la pièce soit déplacée, couche après couche, vers l’unité d’extraction, et suffisamment peu pour que la poudre reste en place.
Le concept présenté par l’Allemand présente un espace de travail de 500 x 500 mm. La hauteur de la pièce est en théorie illimitée, dépendant uniquement de la longueur du convoyeur et, évidemment, de la manœuvrabilité de la pièce finale. A noter, la position inclinée de la zone d’impression permettrait à la tête d’aller plus vite qu’à l’horizontal. La tête d’impression est un modèle classique de Voxeljet présentant une définition de 600 dpi. L’épaisseur des couches varie entre 150 et 400 microns.
Selon Voxeljet, le coût d’exploitation de la machine serait inférieur à celui d’un modèle plus classique, puisqu’elle ne nécessite pas de bac de fabrication et de bac d’extraction séparés. La machine nécessiterait aussi moins de matière première car le matériau non utilisé retourne directement dans la zone de fabrication depuis la zone d’extraction.
« Nous travaillons actuellement sur la mise au point d’un modèle de série. Les premiers clients devraient recevoir leur machine au plus tard au début de l’année prochaine », annonce Ingo Ederer.