Avec l’impression 3D de sable, Sharow et Ford produisent une hélice en 15 jours au lieu de 130
On parle encore trop peu du moulage en sable comme application possible de la fabrication additive. Pourtant, cette technologie ne manque pas atouts comparée aux méthodes de production classique de fonderie.
En permettant de fabriquer directement des moules et des noyaux à partir de modèles numériques, l’impression 3D de sable réduit considérablement les délais de production, tout en limitant le recours à l’outillage traditionnel. Les industriels y trouvent aussi davantage de flexibilité, notamment pour le prototypage, les petites séries ou les géométries complexes difficiles à obtenir avec des procédés conventionnels.
Pour ceux qui découvriraient ce procédé, son utilisation ne date pas d’aujourd’hui. Il y a 10 ans déjà j’interviewais la Fonderie Boutté, la première fonderie en France à faire l’acquisition d’une imprimante 3D à sable. Et plusieurs années auparavant, soit en 2009, les techniciens de la Fonderie utilisaient déjà des noyaux et des moules imprimés par l’allemand voxeljet, l’un des pionniers en la matière.
Dernièrement c’est Sharrow Engineering, une entreprise américaine spécialisée dans le développement d’hélices, qui a raconté comment l’impression 3D de sable lui avait permis une réduction drastique de ses délais de production, passant de 130 jours à seulement 2 semaines.
Etant donné son manque d’expertise , la société s’est rapprochée de l’équipe Advanced Industrial Technology & Platforms (ATP) de Ford Motor Company, Au cours des neuf derniers mois, les protagonistes ont travaillé ensemble pour adapter les conceptions de précision de son hélice Sharrow à un procédé de moulage au sable par impression 3D.
« L’effort s’est concentré sur le perfectionnement et la validation du processus de fonderie afin de permettre une production à grande échelle et d’aider Sharrow à répondre à la demande croissante des consommateurs. » explique la société.
C’est plus exactement grâce à l’écosystème d’innovation Michigan Central, dédié aux technologies de mobilité du futur à Detroit, que le rapprochement entre Sharrow et Ford a pu voir le jour. Cette plateforme collaborative, qui met en relation jeunes entreprises technologiques, industriels et acteurs de la recherche, a servi de point de rencontre entre le savoir-faire de Sharrow dans la conception d’hélices et les capacités de Ford en industrialisation et en procédés de fabrication avancés.
Dans le cadre de cet effort, Ford explique avoir contribué au développement et au perfectionnement du processus de fabrication des moules, tout en travaillant en étroite collaboration avec des fonderies régionales expérimentées. Leur solide expérience en métallurgie et en coulée a permis un accélération considérable de la production à grande échelle de l’hélice Sharrow.
« Ford est à la fine pointe du moulage 3D au sable depuis plus de 20 ans, et c’est gratifiant de mettre cette expertise au service d’une autre entreprise du Michigan »
La photo du dessus montre l’enceinte du système d’impression 3d, et ci-contre un moule imprimé en sable (crédits de toutes les photos : Ford / Form The Road)
« Ford est à la fine pointe du moulage 3D au sable depuis plus de 20 ans, et c’est gratifiant de mettre cette expertise au service d’une autre entreprise du Michigan pour l’aider à se développer aussi rapidement », a déclaré Dan Michalski, superviseur des opérations de fabrication additive chez Ford. « Il ne s’agit pas seulement de produire des hélices, mais de rendre l’innovation industrielle accessible à des clients comme Sharrow afin qu’ils puissent être compétitifs à l’échelle mondiale. »
Commercialisée depuis 2020, l’hélice Sharrow™ fait l’objet d’un intérêt croissant auprès d’acteurs très variés, allant du nautisme de loisir aux opérateurs maritimes, en passant par certaines institutions publiques. Les performances annoncées en matière de rendement, de confort acoustique et d’efficacité énergétique expliquent en grande partie cet engouement.
Au-delà du secteur naval, cette technologie suscite également l’attention d’industries liées à la mobilité, à l’énergie ou encore à la défense, qui y voient de potentielles applications. Dans ce contexte, la capacité à accélérer et industrialiser la production est rapidement devenue un enjeu stratégique pour l’entreprise.
« Cette collaboration marque également une étape importante pour Sharrow, qui diversifie ses activités au-delà de la propulsion marine pour explorer de nouveaux domaines tels que la mobilité et l’efficacité énergétique. » conclut Sharrow Engineering. « La technologie de base de l’hélice Sharrow trouve des applications dans les drones, la mobilité aérienne avancée, les ventilateurs industriels, les pompes et les systèmes d’énergies renouvelables. Grâce au prototypage rapide chez Michigan Central et Newlab Detroit, et à l’expertise de Ford en matière de fabrication qui contribue à l’augmentation de la production, Sharrow dispose désormais d’une voie claire pour faire passer les nouvelles technologies de propulsion du concept à la production industrielle plus rapidement que jamais auparavant. »
Bien que cela ne soit pas précisé, il est fort à parier que la technologie d’impression 3D de sable ayant permis cela, est celle d’ExOne. Non seulement les fabricants maîtrisant ce procédé se comptent sur les doigts d’une main, mais on sait que Ford compte officiellement parmi les clients de l’entreprise allemande. Notons qu’il pourrait tout aussi bien s’agir de son (ex) concurrent et compatriote voxeljet, puisque les deux entreprises ont fusionné l’an passé.
Pionnières dans ce domaine, elles s’appuient sur des procédés similaires à jet de liant (Binder Jetting), consistant à agglomérer des poudres de sable via de minuscules gouttes de liant à base de phénol. Les machines exploitant leur technologie, peuvent mesurer plusieurs mètres de longs. Avec un volume de fabrication de 4000 × 2000 × 1000 mm, le système VX4000 de voxeljet est à ce jour la plus grande imprimante 3D à sable.
