“Belotti BEAD”
Le processus d’impression additive grand format est en train de révolutionner la production industrielle, en représentant une technologie très innovante lorsqu’elle est associée à un centre d’usinage CNC.
En profitant du potentiel élevé offert par l’impression 3D avec des matériaux thermoplastiques et de la polyvalence infinie des applications dans de nombreux secteurs industriels, Belotti a développé sa propre technologie appelée « BEAD », un système à portique qui intègre l’impression 3D et le fraisage CNC à 5 axes dans un seul centre d’usinage.
La technologie BEAD exploite au mieux les deux processus, en combinant la vitesse et le potentiel créatif de l’impression 3D avec la précision et la fiabilité d’un centre d’usinage CNC dans un seul système. Grâce à l’intégration d’une extrudeuse de fabrication additive CEAD (de taille et de capacité variables) dans un centre d’usinage CNC 5 axes Belotti, BEAD permet de produire des pièces suffisamment surdimensionnées pour être finies avec les tolérances requises en moins de temps et en consommant moins de matières premières que les méthodes traditionnelles.
BEAD peut être réalisé dans de nombreuses configurations, avec des différentes dimensions de zone de travail, différents rendements d’extrusion et différentes orientations d’impression.
Certaines unités ont été fournies et installées chez des clients Belotti en Europe, soit comme nouvelles machines, soit comme rétrofit sur des centres CNC Belotti déjà opérationnels, tandis que de nouvelles applications et des projets pilotes sont constamment testés dans le showroom Belotti en Italie.
Activités de rétrofit sur le centre Belotti VEGA chez D-Composites
En 2023, Belotti S.p.A. a augmenté la gamme et la capacité de production du client D-Composites en mettant à nouveau leur centre d’usinage à commande numérique VEGA, acheté en 2018, dans le but d’obtenir une machine à portique tout-en-un pour la fabrication additive et soustractive.
D-Composite est une entreprise lituanienne qui a fait ses preuves dans la conception, la fabrication, l’assemblage et la fourniture de solutions d’ingénierie complètes pour les matériaux composites et les pièces métalliques.
« Pour la production de modèles, nous utilisons les centres d’usinage à commande numérique de la série VEGA de Belotti, les meilleurs pour la production d’aluminium, de matériaux composites et pour les applications de fraisage de résine », explique Ilja Poteskins, chef de produit chez D-Composites. « Ce projet de modernisation est la réponse technologique aux demandes toujours croissantes des entreprises leaders dans les domaines de l’aérospatiale, de la construction navale, de l’automobile et, en général, des principaux modélistes et fabricants de pièces en matériaux composites. »
Le centre d’usinage à commande numérique 5 axes Belotti VEGA 8032 de D-Composites a été équipé de l’extrudeuse d’impression 3D CEAD S25, ce qui a permis à l’entreprise de :
- élargir ses services de production pour les secteurs de l’aérospatiale, de l’automobile et des matériaux composites;
- obtenir une plus grande flexibilité de production;
- gagner du temps et de l’argent sur les applications traditionnelles.
Les activités de rétrofit ont conduit à la mise à niveau de la commande numérique pour permettre l’ajout de nouvelles fonctionnalités nécessaires à la gestion du processus d’extrusion, ainsi que l’intégration du système de câblage de l’extrudeuse. S’agissant d’une machine déjà équipée d’une commande Siemens, l’opérateur est en mesure de contrôler les paramètres d’usinage directement à partir du panneau de la machine, comme s’il s’agissait d’une machine BEAD entièrement neuve.
L’extrudeuse S25, une solution légère avec une production maximale de 24 kg/h, permet d’utiliser les cinq axes de la machine et de définir des cycles d’extrusion complexes en fonction de l’orientation optimale de l’impression et des propriétés du matériau final.
La sortie d’extrusion permet de traiter une large gamme de matériaux thermoplastiques, depuis les matériaux traditionnels, très utilisés pour les applications à basse température, comme le PP, le PETG ou l’ABS, jusqu’aux matériaux de haute performance comme le PA6 avec fibres, le PC, le PEI ou le PESU, capables de résister à des températures allant jusqu’à 200°C.
Cette nouvelle solution hybride (Belotti VEGA 8032 + extrudeuse 3D) sera utilisée pour la production d’équipements destinés à la fabrication de pièces composites, des équipements de bridage en passant par les moules pour les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale et de la marine, où D-Composites possède déjà une grande expérience.
L’objectif de D-Composites est de réduire les temps et les coûts de la production en interne de composants composites, en fibre de verre et en fibre de carbone, ainsi que d’outils en composite pour ses clients.
Matériaux
En tant que fabricant de matériaux composites, Airtech Advanced Materials Group a apporté un support technique précieux dès la première approche de l’impression 3D par le client, en guidant D-Composites dans le choix des matériaux et de la stratégie d’impression afin d’optimiser les formes et les propriétés des produits fabriqués.
BEAD permet d’imprimer presque tous les matériaux thermoplastiques renforcés de fibres en utilisant les cinq axes du centre d’usinage et en imprimant sous différents angles afin d’optimiser les propriétés mécaniques et thermiques des pièces produites. La technologie BEAD utilise des granulés composites constitués d’une matrice polymère thermoplastique et de différents types de fibres comme renfort, du verre au carbone en passant par les fibres naturelles. Les polymères vont des matériaux de base (PP, PETG, par exemple) aux matériaux haute performance (PESU, PEEK, par exemple).
Contrairement aux polymères thermodurcissables, les matériaux à matrice thermoplastique peuvent être recyclés et réutilisés, ce qui rend le processus encore plus durable et moins dommageable pour l’environnement.
Phase de démarrage et formation chez D-Composites
Après le rétrofit, une session de formation complète a été organisée pour transmettre au client les connaissances les plus approfondies possibles sur les caractéristiques, les fonctions et les modes de fonctionnement du nouveau système de portique hybride. La formation est en effet un point fondamental dans la phase de démarrage de toute technologie Belotti.
La fourniture et l’installation de la technologie Belotti BEAD comprennent une session de formation au cours de laquelle les sujets suivants sont abordés:
- directives de conception LSAM (fabrication additive à grande échelle) pour la préparation des modèles 3D;
- aperçu théorique du système d’impression 3D (sécheur-armoire de commande-extrudeuse);
- Interface de contrôle pour la gestion de l’extrudeuse;
- essais pratiques d’impression de géométries standard/spécifiques au client;
- effets des différents paramètres d’impression sur le processus d’extrusion;
- aperçu des matériaux d’impression;
- support avec les partenaires (fournisseurs de matériaux et logiciels de programmation pour l’impression 3D);
- maintenance du système.
Le centre d’usinage Belotti BEAD VEGA de D-Composites est équipé de:
- courses des axes : X 8 m – Y 3,2 m – Z 2 m;
- table en fonte avec rainures en T;
- ête monobroche avec électrobroche de 22 kW;
- système de mesure SDS;
- système de palpage 3D avec transmission radio;
- changeur d’outils à 16 positions;
- commande numérique : Siemens;
- extrudeuse CEAD S25, 24 kg/h pour l’impression 3D avec des matériaux thermoplastiques.
