Technologies linéaires
Des poids lourds de l’impression 3D : voxeljet et la technique linéaire de Bosch Rexroth donnent une nouvelle dimension à la fonderie
Des moules en sable pour des géants pesant jusqu’à 60 tonnes – c’est ce que réalise la plus grande imprimante 3D industrielle au monde. Elle a été développée et construite par le spécialiste des systèmes d’impression 3D voxeljet. La nouvelle technologie de fabrication de l’imprimante 3D grand format de jet de liant sur sable VX9000 vise notamment à réduire les temps de production et les coûts dans les secteurs de l’énergie éolienne et hydraulique. Le positionnement précis des têtes d’impression ainsi qu’un guidage de mouvement stable et d’une extrême précision constituaient un défi particulier. Pour y parvenir, voxeljet mise sur la technique linéaire de Bosch Rexroth.
Les moules de coulée en sable sont particulièrement adaptés à la fabrication de pièces de fonderie grandes et complexes. Celles-ci comprennent des composants de machines, des composants pour l’industrie éolienne et hydraulique, des pièces d’automobiles et d’avions, ainsi que des œuvres d’art et des sculptures. Un avantage majeur réside dans la diversité des matériaux, car différents alliages métalliques peuvent être mis en œuvre sans problème.
voxeljet a intégré ces atouts dans une imprimante 3D gigantesque. L’entreprise a été sélectionnée par GE Vernova comme partenaire pour le développement et la commercialisation d’une imprimante grand format utilisant la technologie de jet de liant sur sable (Sand-Binder-Jetting). La VX9000 doit donner une nouvelle impulsion à l’industrie locale de la fonderie aux États-Unis dans le domaine de l’énergie hydraulique et éolienne.
(Source de l'image : voxeljet)
Pour le compte de GE Vernova aux États-Unis, des moules en sable sont notamment produits pour la coulée des composants principaux de la turbine d’éoliennes – avec pour objectif de réduire les coûts dans le secteur de l’énergie éolienne et hydraulique. De plus, l’impression 3D doit également permettre de tester des possibilités d’allègement et d’intégration de fonctions pour des pièces de fonderie de plusieurs tonnes. Cela permet de réduire la consommation de ressources et de simplifier les travaux d’assemblage. Le projet conjoint de voxeljet, GE et l’Institut Fraunhofer IGCV est soutenu par l’organisme de gestion de projet Jülich (Projektträger Jülich) et le ministère fédéral allemand de l’Économie et de la Protection du Climat.
(Source de l'image : voxeljet)
Révolution : l’imprimante donne forme à des pièces de fonderie de plusieurs tonnes
L’imprimante 3D VX9000 est capable de fabriquer des moules en sable pour des pièces de fonderie pesant entre 10 et plus de 60 tonnes. Dans le domaine de la grande fonderie, il sera désormais possible de couler des géométries auparavant impensables, ce qui offre un potentiel d’économie énorme en termes de conception et de poids des pièces pour les éoliennes. Elle fonctionne avec du sable de moulage recyclé, identique à celui utilisé dans le processus de moulage traditionnel, permettant ainsi une fabrication additive économique et fiable dans l’environnement de la fonderie.
Alexander Kudernatsch, Directeur des services chez voxeljet, explique : « Notre VX9000 est actuellement la plus grande imprimante 3D en service au monde pour les produits de fonderie. Jamais une installation de cette taille et avec cette vitesse de construction n’avait été conçue et construite auparavant. Elle dépasse de loin les domaines d’application et les échelles habituels des imprimantes 3D. Pour sa réalisation, nous avons embarqué Bosch Rexroth dans l’aventure. Les critères décisifs pour ce choix ont été notre collaboration de longue date, la haute qualite des produits de technique linéaire et la compréhension approfondie qu’a Bosch Rexroth des exigences de l’impression 3D. »
Comme d’un seul jet : des modules linéaires qui s’engrènent avec précision
« Un projet de cette dimension est également exceptionnel pour nous », déclare Uwe Schulz, Account Development Manager chez Bosch Rexroth. « La phase d’étude a nécessité la mise en œuvre d’un axe linéaire de 8 mètres de long avec 7 chariots, ainsi qu’un décalage précis des têtes d’impression. C’est la seule façon d’obtenir une image d’impression homogène et de haute qualité. Nos composants de technique linéaire, hautement stables et résistants à l’usure, constituent le socle de la précision requise. »
La VX9000 utilise des guidages sur rails à rouleaux, des vis à billes et des modules linéaires avec guidages sur rails à billes et entraînement par courroie crantée (MKR) de Bosch Rexroth. Ces composants haute performance sont utilisés pour le positionnement précis en hauteur des assemblages d’axes. Les vis à billes utilisées ont déjà fait leurs preuves chez voxeljet dans une autre version – sur l’imprimante 3D VX4000. Les modules linéaires sont utilisés pour positionner précisément la tête d’impression. Ceux-ci sont également déjà utilisés de manière fiable sous une forme similaire dans d’autres installations de l’entreprise voxeljet.
(Source de l'image : voxeljet)
« Alors que nous produisons déjà avec la VX4000 des moules pour plusieurs pièces de fonderie pesant des tonnes, par exemple pour l’industrie des pompes, la VX9000 élève le tout à un niveau supérieur. Les guidages sur rails profilés, les vis à billes et les modules linéaires de Bosch Rexroth possèdent un niveau unique de précision et de capacité de charge, indispensable pour une utilisation dans la production à grande échelle de pièces de fonderie », précise Alexander Kudernatsch.
(Source de l'image : voxeljet)
Le développement durable comme moteur d’innovation
L’approche innovante de la VX9000, qui permet une fabrication entièrement additive en utilisant du sable de moulage recyclé, ouvre de toutes nouvelles perspectives à la technologie de la fonderie. Outre les avantages en termes de coûts, cette technologie contribue également de manière significative aux améliorations écologiques. L’objectif est de produire des pièces moulées avec un comportement de coulée fiable tout en garantissant une utilisation économique des matériaux recyclés standards dans l’environnement de la fonderie – une étape décisive vers une production plus durable et respectueuse des ressources.
« En fin de compte, il s'agit d’ouvrir la voie à une production d’énergie propre. Le projet aux États-Unis est un modèle pour différents marchés qui misent de plus en plus sur des technologies de fabrication durables », souligne Uwe Schulz.
Alexander Kudernatsch ajoute : « Les spécialistes de la technique linéaire de Bosch Rexroth apportent une compréhension approfondie de nos processus, ce qui nous a énormément aidés dans le développement de la VX9000. Cette étroite collaboration nous permet de répondre de manière ciblée aux exigences futures en matière de vitesse, de précision et, surtout, de durabilité, et de continuer à les faire progresser. »
Interlocuteur : Uwe Schulz
Fonction : Account Development Manager
Téléphone : +49 7303 9053 907
Portable : +49 174 3173793
Uwe Schulz
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