L’amélioration du procédé de moulage ouvert renforcera l’industrie manufacturière européenne
Le procédé de moulage ouvert est une méthode de fabrication utilisée pour la création de pièces polymères concaves renforcées de fibres, comme les baignoires et les coques de bateaux. Ce procédé consiste notamment à placer manuellement la fibre sur un moule et ensuite à verser ou pulvériser un plastique thermodurcissable liquide. On fait appel à ce procédé lorsque les pièces sont trop grandes ou trop complexes pour être utilisées par les autres technologies de moulage ou lorsqu’elles doivent être fabriquées en nombre limité. Le procédé de moulage ouvert présente de nombreux inconvénients. Il est très exigeant en main-d’œuvre et lent, ce qui le rend onéreux. C’est pourquoi les usines de moulage ouvert sont souvent implantées dans des pays à bas salaires. Cela se traduit par de longs délais et des vulnérabilités dans la chaîne d’approvisionnement pour les Européens. Qui plus est, le moulage ouvert connaît des limites techniques au niveau de la complexité de la forme du moule. Par ailleurs, ce procédé fonctionne uniquement avec des matériaux thermodurcissables, qui ne peuvent être ni refondus ni recyclés. Ces matériaux émettent des émanations toxiques, ce qui met en danger les travailleurs. Le moulage ouvert présente donc une forte empreinte écologique.
Fabrication additive de fibres continues
Une autre méthode aurait dû voir le jour depuis longtemps. Le projet CFAM, financé par l’UE, a mis au point une solution de substitution. Le projet a amené un modèle précoce de sa machine au niveau de maturité technologique 9 (prêt à la commercialisation) et l’a présenté à des clients potentiels. Ce nouveau procédé consiste essentiellement en une imprimante 3D spéciale qui dépose un brin continu de fibre de moulage (verre ou carbone). Au lieu d’avoir recours à des matériaux thermodurcissables à usage unique, le nouveau procédé ajoute des thermoplastiques qui peuvent être remoulés. Cette combinaison est unique et brevetée.
Production et vérification rapides
La nouvelle machine est capable de produire à grande vitesse des pièces dont les dimensions peuvent atteindre 4 x 2 x 1,5 m. «Cela automatise et accélère le processus de fabrication de grandes pièces complexes renforcées de fibres ou des moules utilisés pour les fabriquer», explique Lucas Janssen, coordinateur du projet. La machine peut produire 15 kg par heure en moyenne avec un maximum de 25 kg/h, ce qui correspond à une cadence 100 fois supérieure à celle des imprimantes 3D traditionnelles. «Au cœur de notre machine se trouve l’extrudeur, ou buse d’impression», ajoute Lucas Janssen. «Il est alimenté en granulés thermoplastiques, qui sont fondus à des températures et pressions très élevées.» L’extrudeur a été conçu pour traiter tous les types de thermoplastiques. Le nouveau procédé ajoute la fibre continue à l’extrémité de l’extrudeur. L’extrudeur est déplacé dans l’espace en 3D, à l’aide soit d’un bras robotisé, soit d’un système de portique. L’équipe CFAM a testé, vérifié et optimisé le procédé. Le système fait l’objet de démonstrations dans le cadre de plus de 35 projets pilotes et a été intégré à plus de 20 solutions matérielles. Bien que la réponse de l’industrie ait été plus lente que prévu, le système est à présent bien placé pour connaître un franc succès. Il s’adresse aux entreprises fabriquant des produits moulés destinés à des applications dans les secteurs maritimes, de la construction ou des infrastructures et de l’aérospatiale. La machine peut produire de manière rentable des pièces complexes en nombre limité et, dans de nombreux cas, elle permettra une production en interne. Cette nouvelle technologie permet de faciliter et de grandement automatiser le procédé de fabrication de produits. et élimine le besoin de faire appel à des ouvriers qualifiés. L’équipe CFAM continuera à développer la technologie et à élargir le marché. Pour ce faire, elle entend procéder à de nouvelles démonstrations, qui se concentreront sur des problèmes et des défis spécifiques à l’industrie.
Mots‑clés
CFAM, fabrication, thermoplastique, moulage ouvert, fibre continue, imprimante 3D, industrie
