Gravure laser dans l'industrie de la fonderie
Dans cet article, nous parlerons de l’industrie du moulage et de la gravure au laser sur les pièces moulées.
Les fonderies sont à la base de la production dans presque toutes les industries. Elles approvisionnent pratiquement tous les types d’usines produisant des pièces métalliques, de toutes tailles et de tous types. Examinons de plus près les secteurs dans lesquels elles se trouvent et où le marquage laser dans cette industrie importante.
Automobile
La fonderie est sans conteste l’acteur principal de l’industrieautomobile. Tous les éléments structurels du moteur, du châssis, des organes de transmission et du système de freinage proviennent des fonderies. Ils sont fabriqués à partir d’alliages ferreux (fonte et acier).
Outre les alliages ferreux , des pièces moulées en alliages non ferreux sont également produites. L’aluminium et le magnésium en font notamment partie. Elles sont utilisées pour fabriquer les éléments structurels de la voiture (moteur, boîtes de vitesses, barres de direction, roues), mais aussi pour la carrosserie. Par ailleurs, de nombreux accessoires (comme les poignées de porte) sont fabriqués en zamak (alliage de zinc, d’aluminium, de cuivre et de magnésium).
Même l’industrie de la moto ne peut se passer de pièces moulées, principalement en alliages de métaux non ferreux comme l’aluminium, mais aussi en fonte, qui sont largement utilisées pour fabriquer le « cœur » de la moto : le moteur et le cadre. L’utilisation de pièces moulées en aluminium et en zamak est également très répandue pour de nombreux composants accessoires tels que, par exemple, les pièces du châssis, les tringleries, les feux.
Tous les composants du véhicule sont dotés de codes de traçabilité. L’automobile est probablement le secteur industriel le plus concerné par cette question. Chaque composant est marqué d’un code d’identification. Ce code contient toutes les informations pertinentes pour le fabricant : lot, date et heure de production, lieu et usine d’origine. Ces informations sont essentielles pour garantir la qualité et intervenir à temps en cas de défaillance. Les codes dont nous parlons sont généralement bidimensionnels, dans la Fonderie ils le sont toujours. Dans la plupart des cas, il s’agit de DataMatrix, en raison des avantages que ces codes présentent et que nous analyserons plus loin.
Voyons maintenant quels sont les autres secteurs que l'industrie de la fonderie approvisionne en composants de base
Urbanisme
L'électricité
La production d’électricité ne peut se faire sans l’utilisation de pièces moulées, principalement en acier ou en alliages de fonte. Qu’elles soient issues de sources renouvelables (eau et vent) ou de combustibles fossiles, les centrales ne peuvent être construites sans composants moulés. C’est par l’intermédiaire des roues des turbines (pièces en acier) ou de la chaîne d’entraînement (pièces en fonte) que la propulsion de l’eau (pour les centrales hydroélectriques), de la vapeur (pour les centrales thermiques) ou du vent (pour les centrales éoliennes) est transmise aux générateurs d’électricité.
Appareils ménagers
Poêles, chaudières, baignoires sont indispensables pour une maison confortable et pour se détendre après une longue journée de travail. Tous ces éléments n’existeraient pas sans l’industrie de la fonte qui, bien qu’indirectement, assure notre bien-être domestique. Même de nombreux appareils ménagers ne pourraient être fabriqués sans l’utilisation de pièces moulées, que l’on retrouve dans les plaques de cuisson, les réfrigérateurs, les machines à laver et de nombreux petits appareils que nous utilisons tous les jours.
Industrie aérospatiale
Les avions modernes sont propulsés par de puissants moteurs de propulsion dont les principaux composants sont fabriqués à partir de pièces moulées en alliage d’acier produites à l’aide de la technologie de moulage à la cire perdue. D’autres pièces moulées en alliage d’acier, d’aluminium et de magnésium se trouvent dans des parties importantes des avions et des hélicoptères.
Le processus de fabrication
des composants moulés
Maintenant que nous savons que les fuseaux sont présents dans tous les aspects de notre vie quotidienne, nous allons nous pencher sur cette technologie. Comment ces composants sont-ils fabriqués ? Quels sont les procédés utilisés ?
Les fonderies fabriquent des produits métalliques (appelés pièces coulées ou moulages) de forme, de taille et de caractéristiques chimiques/physiques bien définies grâce à un processus de production simple et efficace.
Dans une fonderie, le métal en fusion (composé d’alliages ferreux ou non ferreux) est coulé directement dans des moules en sable ou en métal (généralement en acier) qui reproduisent en négatif la géométrie de la pièce à réaliser, à l’intérieur desquels le métal se solidifie. Les matériaux qui composent les différentes parties du moule sont toujours des métaux dont le point de fusion est plus élevé que celui du matériau injecté, comme l’aluminium. Une fois refroidie, la pièce moulée est extraite du moule ou de la matrice et soumise à des opérations de finition.
La pression d’injection de la matière fondue peut varier en fonction du poids de la pièce à obtenir, mais aussi du type de matériau de coulée utilisé. Il est important que la pression soit maintenue constante pendant toute la durée du processus de fusion, c’est-à-dire jusqu’à ce quela pièce soit solidifiée. Les presses hydrauliques assurent entre-temps lafermeture parfaite et complète du moule: une fois la pièce solidifiée, les presses permettent l’ouverture des deux demi-moules afin que la pièce coulée puisse être retirée.
Les pièces moulées peuvent être livrées au client sans finition, à la sortie de la fonderie, ou usinées.
Les fonderies qui proposent également l’usinage livrent au client une pièce moulée prête à être montée sur d’autres composants, tels qu’un piston sur un moteur de disque de frein sur un système de freinage.
Dans certains cas, les fonderies produisent des pièces de catalogue qui peuvent être vendues directement au consommateur final : c’est le cas des radiateurs, des grilles, des plaques d’égout, du mobilier urbain, des articles de fumisterie et des ustensiles de cuisine.
Les fonderies de fonte sont aussi communément appelées fonderies de seconde fusion, car seules les opérations de refonte des produits issus des industries métallurgiques primaires (fontes et alliages non ferreux en tourteaux issus de la réduction des minerais ou produits à partir de la ferraille) ainsi que, dans le cas des fonderies de métaux ferreux, à partir de la ferraille, sont réalisées dans les fours. C’est précisément en raison de la particularité de leur processus de production que les fonderies sont un élément central de la transition vers l’économie circulaire.
La production de composants en aluminium moulé sous pression est automatisée et informatisée, ce qui permet une productivité élevée. Le contrôle permanent du processus de moulage garantit la meilleure qualité possible des pièces moulées et maximise l’efficacité de la production de ses usines.
Grâce aux normes technologiques et de qualité élevées atteintes aujourd’hui par les équipements et les machines, les pièces produites par moulage garantissent des tolérances dimensionnelles minimales et de meilleures finitions de surface que les autres procédés de fonderie.
Inscrivez-vous à l'événement
LASIT LIVE : Gravure au laser sur des pièces moulées
Nous avons décidé d’offrir au public qui nous suit et à nos clients du secteur de la fonderie une expérience inédite de gravure laser. C’est pourquoi nous ouvrirons les portes de notre atelier au mois de mai pour vous permettre de voir de près la gravure laser sur des pièces de fonderie.
L’événement durera trois jours et se déroulera sous la forme d’une réunion virtuelle en tête-à-tête avec l’un de nos vendeurs et un technicien spécialisé dans les lasers. Chaque visiteur de l’atelier aura ainsi l’occasion d’en savoir plus sur ce qu’il souhaite.
Vous pourrez poser toutes les questions que vous souhaitez sur la gravure au laser de pièces moulées et sur la manière d’obtenir des gravures permanentes. Vous découvrirez également comment ne pas compromettre les résultats de la gravure laser après des processus invasifs tels que le sablage et le grenaillage de précontrainte.
Écologie
Ces dernières années, le pourcentage de matériaux récupérés utilisés pour remplacer les matières premières vierges a régulièrement augmenté. En Italie, une attention particulière a été accordée à ce sujet et à l’écologie du système. Aujourd’hui, pas moins de 75 % des matériaux de l’industrie terrestre italienne sont recyclés, pour tous ceux qui sont équipés d’un four électrique.
Les déchets de production sont également réutilisés dans le processus : 95 % du sable usé produit dans la fonderie est réutilisé comme matière première, remplaçant le sable et la terre provenant des opérations minières. Enfin, 95 % de l’eau utilisée pour refroidir les fours est récupérée et réutilisée. Un système parfaitement circulaire qui fait des fonderies des entreprises respectueuses de l’environnement.
Marquage laser sur des composants moulés
Le marquage laser intervient aujourd’hui dans le processus de moulage avant le sablage et le grenaillage de précontrainte. Il y a quelques années encore, cela était impossible, car ces procédés invasifs endommageaient le résultat de la gravure laser et le code était illisible.
Les codes de traçabilité les plus fréquemment marqués sont des DataMatrix. Il s’agit de codes bidimensionnels qui présentent d’innombrables avantages par rapport à leurs équivalents unidimensionnels, c’est-à-dire les codes-barres.
Tout d’abord, les codes DataMatrix peuvent contenir plus de 2000 caractères d’ information. Pour une performance équivalente, un code-barres devrait être trop difficile à lire et sa mise en œuvre ne serait pas rentable.
L’enregistrement de toutes ces informations dans le DataMatrix permet de contrôler à l’aide d’un seul code: le lot de production, le lieu, la date et l’heure de l’exécution, les informations de la base de données des clients.
Le type de datmatrix marqué est un ECC 200 qui suit la norme AIM DPM. En effet, les codes marqués au laser sont appelés DPM ( Direct Part Marking). Le marquage laser est effectué directement sur la pièce moulée sous pression.
Un autre avantage du DataMatrix est sa capacité de correction des erreurs. Il est lisible même s’il est endommagé à 30 %. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les composants moulés, car nous courons ce risque avec les processus invasifs de grenaillage et de sablage.
Le DataMatrix peut être très petit lorsqu’il est réalisé à l’aide d’un laser. Une autre information importante est que le DataMatrix est lisible avec un contraste allant jusqu’à 20 %. Ce point est crucial dans le monde terrestre, où des procédés invasifs tels que le sablage et le grenaillage de précontrainte pourraient l’endommager.
Chez LASIT, nous avons développé une stratégie pour surmonter ce problème. Aujourd’hui, après des années de R&D, nous pouvons marquer le code 2D directement sur le composant à la sortie du moule. Le code reste lisible même après le sablage.
Nous approfondirons ce sujet et bien d’autres lors de notre événement dédié à la fonderie : LASIT LIVE – Cast Component Marking, qui aura lieu du 12 au 14 mai. Pour la première fois, nous ouvrirons les portes de nos laboratoires d’essais laser pour présenter nos résultats au public lors de réunions dédiées.
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Public Relations Manager | LASIT
Public Relations Manager chez LASIT depuis 2019, Claudia Neri est responsable de la gestion du département Marketing et Communication. Elle élabore la stratégie de communication de l’entreprise, en coordonnant les activités de relations publiques, de promotion de la marque et de communication institutionnelle pour le marché italien et international.
