Une nouvelle ère dans la fabrication automobile - les synergies du moulage sous pression et de FA: Wes Byleveld d'Exco Engineering nous en parle
C'est à l'intersection de la tradition et de l'innovation que se produit la véritable transformation, et Exco Engineering en est la preuve.
03 DECEMBRE 2024 | Temps de lecture : 5 min
Dans un épisode récent de l'Additive Snack Podcast, l'animateur Fabian Alefeld s'est entretenu avec Wes Byleveld, directeur de la fabrication additive chez Exco Engineering, pour étudier comment la fabrication additive (FA) remodèle le moulage sous pression.
Avec plus de deux décennies d'expérience, Wes a partagé les défis, les percées et les possibilités futures de l'intégration de FA dans une industrie connue pour ses exigences élevées.
L'évolution d'Exco Engineering : La tradition rencontre l'innovation
Fondée dans les années 1950, Exco Engineering s'est forgé une réputation de leader dans le domaine du moulage sous pression, en mettant l'accent sur la précision et la durabilité. Toutefois, face à l'intensification de la concurrence des marchés mondiaux à moindre coût, Exco a reconnu la nécessité d'adopter des stratégies tournées vers l'avenir pour conserver son avance.
Sous la direction de Wes Byleveld, Exco a commencé à explorer FA comme moyen de surmonter les limites des méthodes d'outillage conventionnelles. L'adoption précoce de FA par l'entreprise n'a pas été sans difficultés, mais Exco a amélioré sa capacité à fournir des composants complexes et performants tout en maintenant les normes élevées attendues dans le secteur de l'automobile.
Wes a expliqué dans le podcast que la décision d'Exco d'investir dans FA était motivée par la nécessité :
"L'industrie du moulage sous pression est incroyablement compétitive. Pour rester en tête, nous devions aller au-delà des méthodes traditionnelles et nous concentrer sur l'innovation. La fabrication additive s'est imposée comme une solution naturelle pour relever des défis tels que les géométries complexes et les tolérances plus serrées."
Le rôle de FA dans le moulage sous pression
Le moulage sous pression est un processus de précision et d'endurance. Le métal en fusion est injecté dans un moule sous une pression énorme, ce qui permet de produire des composants qui doivent répondre à des exigences strictes en matière de résistance et de fiabilité. Cependant, les méthodes de fabrication traditionnelles peuvent s'avérer insuffisantes face à des géométries de plus en plus complexes, à des conditions thermiques exigeantes et à la nécessité de cycles de production plus rapides.
FA offre une solution à ces défis en améliorant le processus de moulage sous pression avec une liberté de conception et une fonctionnalité sans précédent. Exco Engineering, sous la direction de Wes Byleveld, utilise FA pour produire des inserts spécialisés - des composants critiques à l'intérieur des moules qui subissent le plus d'usure et de contraintes thermiques. Ces inserts intègrent souvent des canaux de refroidissement conformes, conçus sur mesure pour optimiser la dissipation de la chaleur. Contrairement aux canaux de refroidissement conventionnels percés, les canaux conformes suivent les contours de la pièce, ce qui permet un refroidissement plus rapide et réduit les défauts tels que la porosité et la soudure sous pression.
"Nous avons commencé par tester les inserts dans des domaines de production particulièrement difficiles, où les méthodes traditionnelles avaient du mal à répondre aux normes de performance", explique Wes. "Les résultats étaient clairs : les additifs pouvaient non seulement égaler, mais aussi dépasser les méthodes conventionnelles dans certaines applications.
Wes souligne également les améliorations mesurables en termes de performance et de cohérence, en particulier dans les applications complexes telles que les blocs moteurs et les boîtiers de transmission. Pour un examen approfondi de l'utilisation par Exco de FA dans l'outillage automobile, cette étude de cas fournit des informations convaincantes sur leur processus.
Défis liés à la combinaison de FA et du moulage sous pression
Si les avantages de FA dans le domaine du moulage sous pression sont évidents, le chemin vers l'intégration complète n'est pas sans obstacles.
L'un des principaux obstacles est le coût. FALes dépenses initiales de l'entreprise - qui vont des investissements en machines au prix plus élevé de matériaux tels que l'acier maraging - peuvent être dissuasives pour les fabricants habitués aux méthodes traditionnelles. Comme l'a souligné Wes, pour convaincre les parties prenantes, il faut souvent démontrer le retour sur investissement à long terme. "Il est facile de se concentrer sur le coût initial d'une plaquette FA , mais lorsque vous calculez la réduction des déchets, des temps d'arrêt et de la maintenance, la valeur devient indéniable", explique-t-il.
Un autre défi important consiste à surmonter la résistance de l'industrie au changement, en particulier dans les régions où les pratiques traditionnelles dominent. En Europe, par exemple, les anciennes spécifications pour les matériaux de matrices, comme H11 et H13, sont toujours valables, malgré les progrès réalisés dans le domaine des matériaux imprimables aux propriétés comparables ou supérieures. Pour modifier des normes aussi ancrées, il faut une formation approfondie et des études de cas réussies afin d'instaurer la confiance et l'acceptation.
En outre, l'adoption de FA nécessite une compréhension approfondie de la technologie et de ses applications. Il s'agit notamment d'optimiser le temps de fonctionnement des machines, de gérer les chaînes d'approvisionnement en poudre et d'aborder les complexités techniques liées à l'intégration des composants FA dans les pièces fabriquées de manière conventionnelle. Exco a relevé ces défis grâce à une planification minutieuse, une expertise interne et une collaboration étroite avec ses clients.
Malgré ces obstacles, Wes reste optimiste : "Chaque défi est une opportunité de croissance. Au fur et à mesure que la technologie progresse et que les coûts diminuent, je pense que nous assisterons à une adoption encore plus large dans l'industrie du moulage sous pression."
Au-delà des inserts : Autres applications de FA dans le moulage sous pression
Si les inserts de refroidissement conformes constituent une application phare de FA dans le domaine du moulage sous pression, Exco Engineering a trouvé d'autres moyens novateurs d'exploiter cette technologie. L'une de ces avancées est la création de collecteurs personnalisés pour rationaliser la gestion de la ligne d'eau.
Dans les installations traditionnelles de moulage sous pression, les moules peuvent contenir des centaines de conduites d'eau individuelles, chacune nécessitant de multiples raccords et tuyaux. Ces composants compliquent non seulement l'assemblage, mais augmentent également le risque de fuites - un risque inacceptable pour des moules qui peuvent peser plusieurs centaines de milliers de livres et dont le remplacement prend des jours. Pour remédier à ce problème, Exco utilise le site FA pour concevoir des collecteurs compacts et intégrés qui combinent plusieurs conduites d'eau en un seul système. Cela permet de réduire considérablement le nombre de points de fuite, d'améliorer la fiabilité et de simplifier la maintenance.
L'avenir de FA dans la coulée sous pression
Au fur et à mesure que FA s'intègre dans les flux de travail du moulage sous pression, son potentiel de révolutionner l'industrie continue de croître. Wes Byleveld prévoit un avenir où FA jouera un rôle encore plus important, grâce aux progrès de la technologie et à l'évolution des demandes de l'industrie.
Une perspective intéressante est le développement de plates-formes de construction plus grandes et de systèmes laser plus puissants, qui pourraient permettre la production de moules entiers ou de composants beaucoup plus grands. Cela réduirait la dépendance à l'égard des processus traditionnels d'usinage et d'assemblage, rationaliserait les opérations et réduirait les délais. "L'idée de moules entièrement fabriqués de manière additive peut sembler lointaine, mais au rythme actuel de l'innovation, elle pourrait devenir une réalité d'ici une décennie", prédit M. Wes.
La science des matériaux est un autre domaine susceptible de connaître des avancées. L'introduction de nouveaux matériaux imprimables dotés de propriétés améliorées, telles qu'une meilleure résistance à l'usure ou une meilleure conductivité thermique, pourrait remédier à certaines des limites actuelles du site FA dans le domaine du moulage sous pression. M. Wes a également souligné le potentiel de l'intelligence artificielle pour accélérer le développement des matériaux et les processus de simulation, permettant aux fabricants d'identifier des solutions optimales plus rapidement et avec plus de précision.
Pour Wes, l'avenir de FA dans le domaine du moulage sous pression est à la fois stimulant et passionnant. "Nous ne faisons qu'effleurer la surface de ce qui est possible", a-t-il déclaré. "Les prochaines années apporteront des innovations qui non seulement amélioreront les processus, mais redéfiniront la façon dont nous concevons la fabrication dans son ensemble."
Grâce aux idées partagées par Wes Byleveld sur l'Additive Snack Podcast, nous voyons comment un mélange d'expertise traditionnelle et de technologie de pointe peut répondre à des défis de longue date tout en ouvrant la porte à de nouvelles opportunités. Alors que les progrès dans les matériaux, les capacités des machines et l'automatisation de la conception continuent d'évoluer, l'avenir de FA dans le domaine du moulage sous pression semble de plus en plus prometteur.
Pour les fabricants qui cherchent à rester compétitifs sur un marché exigeant, le message est clair : explorer le site FA , ce n'est pas seulement suivre le mouvement, c'est aussi montrer la voie.
Écouter et en savoir plus
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Découvrez le parcours professionnel de Wes Byleveld sur LinkedIn et apprenez-en plus sur les travaux révolutionnaires d'Exco Engineering dans le domaine de la fabrication additive.
