J’avais toujours pensé que voestalpine ne produisait et ne livrait que des poudres métalliques pour l’industrie de la FA, jusqu’à cette conversation avec le Dr. Armin Wiedenegger, notre invité dans cette série « Opinion de la Semaine ».

Pour la petite histoire, Wiedenegger a rejoint l’entreprise autrichienne il y a six ans et a récemment pris le rôle de Directeur Général (DG) du groupe impression 3D, recherche et production de voestalpine Additive Manufacturing Center GmbH.

Il a donc été témoin des débuts de voestalpine dans l’industrie de la FA il y a quatre ans et du développement de son offre pour faire avancer la fabrication additive.

2016, le centre de recherche et développement pour l’impression 3D de pièces métalliques

En 2016, lorsque voestalpine a décidé d’innover dans des technologies pionnières, la société a ouvert un centre de recherche et développement pour la fabrication additive de pièces métalliques. L’objectif de l’entreprise était de rassembler dans ce centre toutes ses recherches dans le secteur de la FA.

« Les activités de fabrication additive étaient officiellement lancées. C’est en 2016 que nous avons commencé à utiliser des poudres sur le marché. Il y avait un intérêt croissant pour les poudres métalliques et les applications qui pouvaient en découler. C’est ainsi que nous avons commencé à produire des poudres et à fournir des services à l’industrie, des services qui consistent à concevoir et à produire des pièces pour nos clients », déclare le DG.

Le centre voestalpine Additive Manufacturing s’appuie sur la FA pour la production de composants métalliques imprimés en 3D utilisés dans plusieurs industries telles que l’automobile, l’aérospatiale, l’outillage, pour n’en citer que quelques-unes. Au fil des ans, le développement des poudres métalliques d’une part, et la conception et la production de composants métalliques imprimés en 3D d’autre part, ont permis à l’entreprise de signer des partenariats de coopération et d’envisager de nouveaux sites commerciaux sur la scène internationale.

« Aujourd’hui, nous sommes dans une position unique pour offrir toute la chaîne de valeur à l’industrie de fabrication additive : systèmes de fabrication additive, production et distribution de poudres, usinage, revêtement, inspection. Toutefois, la plus grande partie de notre offre reste actuellement les services liés à la conception et à la production de composants métalliques imprimés en 3D et la plus petite partie est la production de poudres », souligne M. Wiedenegger.

Un bref aperçu de la production de poudres

Il convient de noter que voestalpine BÖHLER Edelstahl & Uddehoms AB, deux autres sociétés de voestalpine, prennent en charge la production de poudres métalliques. Les poudres métalliques fines, que voestalpine Böhler Edelstahl & Uddehom développent, sont utilisées à la fois par des clients externes et par les centres voestalpine Additive Manufacturing.

La vérité est que la production de poudres métalliques pour la FA est complexe et nécessite une expertise approfondie.

« Il existe de nombreuses variétés de ce matériau de base essentiel. La production de poudres métalliques pour les processus de production traditionnels est complètement différente de la production de poudres métalliques pour les processus de FA. Parfois, il faut même exploiter différents types de processus de production pour fabriquer des poudres pour la FA. Je ne peux qu’affirmer que nous bénéficions de la longue expérience du groupe voestalpine dans la production de matériaux de base pour les aciers métallurgiques en poudre.», explique le directeur.

Un regard attentif sur la conception et la production de composants métalliques imprimés en 3D

En parlant de leur activité principale, Wiedenegger révèle que les principaux marchés qui bénéficient réellement de l’expertise de l’entreprise en matière de FA sont l’industrie de l’outillage ainsi que le secteur du pétrole et du gaz.

Les applications d’outillage industriel que la division FA de voestalpine peut fournir, comprennent par exemple des inserts d’outillage avec des canaux de refroidissement intégrés pour le moulage par injection de plastique, le moulage sous pression d’aluminium à haute pression ou l’extrusion. Malgré le large éventail d’applications rendues possibles par la FA, les procédés de fabrication conventionnels continuent d’être utilisés pour fabriquer des outils. La raison en est peut-être que, pour la plupart des applications d’outillage à base de FA, les utilisateurs ne voient pas le grand avantage de la FA comparé avec le produit final créé à l’aide des méthodes de fabrication traditionnelles.

Notre conversation avec Wiedenegger montre qu’ils doivent plutôt se pencher sur les processus. Quel processus permet de gagner du temps de production ? Quel processus permet d’améliorer la fonctionnalité ou de personnaliser ? La réponse à ces questions est toujours susceptible d’être la FA et pour le porte-parole de la division FA de voestalpine, deux étapes sont cruciales dans ce processus : le processus de conception et de simulation ainsi que les étapes de post-traitement qui comprennent pour leur équipe, le traitement thermique et l’usinage.

Pour illustrer l’importance du processus de conception et de simulation, l’expert prend l’exemple du filtre à flux que son équipe a fabriqué.

Le filtre à flux est un dispositif spécialement conçu pour un mélange élevé et une grande filtration des particules de plastique non fondues. Le rôle du dispositif est de mélanger des lots de différentes couleurs avant d’injecter le plastique dans le moule et de filtrer les particules indésirables de la masse fondue.

Une analyse approfondie de l’équipe de FA de voestalpine a montré que la solution standard du filtre à flux fournit une perte de pression élevée (ce qui augmente la consommation d’énergie et les effets optiques négatifs) et une contrainte de cisaillement élevée (ce qui entraîne des propriétés mécaniques plus faibles, des changements de couleur et des choix de matériaux limités).

En tirant parti des capacités du DfAM (Design for AM), l’équipe a considérablement amélioré les fonctionnalités du produit : jusqu’à 33% de perte de pression en moins, jusqu’à 50% de contrainte de cisaillement en moins. Le nouveau filtre à flux intègre une grande surface de filtration, et est désormais résistant à la corrosion et à l’usure.

Le filtre à flux constitue le premier produit développé par la société pour l’industrie médicale.

En parlant de l’industrie du pétrole et du gaz, Wiedenegger souligne la raison pour laquelle les applications de la FA pour cette industrie sont différentes des applications de la FA dans d’autres industries :

« L’industrie pétrolière et gazière a ses propres directives. L’assurance qualité pour la fabrication des composants n’est pas la même que dans d’autres industries. La recherche permanente de pièces légères que nous observons dans les applications aérospatiales et automobiles par exemple, ne peut pas être appliquée dans l’industrie pétrolière et gazière. Le principal défi consiste à produire des pièces moins chères et plus rapidement qu’avec les procédés classiques. Néanmoins, nous travaillons activement avec des partenaires pour optimiser les pièces pendant la phase de conception. Du point de vue des matériaux, les alliages les plus utilisés sont encore le nickel et le chrome-cobalt. »

La prochaine étape pour voestalpine Additive Manufacturing

Le groupe voestalpine a investi dans des installations spéciales de pulvérisation de poudre dans les filiales du groupe voestalpine Böhler Edelstahl GmbH & Co KG, en Autriche, et Uddeholms AB, en Suède. Ces deux usines servent à la production de poudres pour l’industrie de la FA, et d’autres industries également.

« Nous sommes maintenant occupés à construire un très bon réseau international, mais notre prochaine étape à court terme est de pousser l’activité au niveau local, en particulier dans les applications d’outillage, de pétrole et de gaz. Les clients doivent toujours être convaincus des avantages de la FA, et la meilleure façon de les convaincre est de se concentrer sur les applications dans lesquelles on est expert », conclut M. Wiedenegger.

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