Hautement complexe, à partir de rien

Une pièce de rechange critique pour une pompe à eau de refroidissement utilisée dans une centrale électrique allemande ne pouvait plus être obtenue auprès du fabricant d'origine. Il n'existait pas non plus de plans ni même de modèle pour cette pièce moulée ultra-complexe (corps d'aube directrice, année de fabrication de la pompe 1971). Grâce à la combinaison d'une mesure de précision et d'un moulage sans modèle (impression 3D en sable), la pièce de la pompe a tout de même pu être fabriquée. Et la prochaine fois, il suffira d'appuyer sur un bouton.
Le spécialiste des pompes GVT s’occupe de l’entretien des pompes à eau de refroidissement de la centrale électrique. Pour garantir le fonctionnement à long terme des anciennes pompes, au moins une des pièces de rechange rarement utilisées est toujours stockée. Lorsque la dernière pièce de rechange d’origine du corps de l’aube directrice a été utilisée, il fallait en trouver une nouvelle pour les étagères. GVT s’est adressé à l « équipe de CASTFAST pour qu’elle réimprime la pièce sous forme de moulage à usage unique à l’aide de la technologie d’impression 3D sur sable. Le procédé sans modèle est souvent le seul procédé économique pour les pièces complexes à usage unique, mais il vaut la peine d » être utilisé pour des pièces moulées plus simples en petites séries en raison de sa rapidité et de sa précision.

Composant ancien, procédé de coulée moderne

explique Marcel Tschillaev de CASTFAST :
« La pompe pèse plus de 10 tonnes et mesure six mètres de long. Le corps de l’aube directrice est la plus grande pièce moulée et possède une structure interne assez complexe. Il y a 50 ans, des moules en sable très complexes avec des noyaux élaborés ont été utilisés pour fabriquer la pièce d’origine. Répéter ce processus aujourd’hui ne serait pas rentable pour une seule pièce de rechange. Cette complexité coûterait cher au client et nécessiterait des mois de modélisation. Avec l’impression 3D sur sable, nous pouvons imprimer directement le moule, sans supplément de prix pour la complexité
« . La taille pure et simple du boîtier de l’aube directrice a néanmoins posé des défis à l’équipe. Il y avait deux problèmes à surmonter : Premièrement, l’imprimante 3D à sable n’a pas besoin de modèle en bois pour créer le moule, mais elle ne peut pas non plus se passer de tout. Le fichier d’impression a besoin de données 3D sur la pièce. Or, il n’y avait même pas de dessins disponibles. Denis Germann de GVT explique : « Pour reconstruire les plans de la pièce de rechange, nous travaillons avec les spécialistes de la topographie de Sigma 3D. Ceux-ci mesurent également de très grandes pièces sur place, à l’aide de scanners 3D mobiles et de logiciels sophistiqués. Nous avons ainsi pu envoyer directement les données 3D à l’équipe de CASTFAST ».

Un noyau de difficulté accrue

Le deuxième problème était la taille du noyau nécessaire pour reproduire la géométrie interne du corps de l’aube. Normalement, les noyaux sont simplement imprimés dans l’imprimante 3D à sable. Mais ce noyau, d’un diamètre de plus d’un mètre, dépassait l’espace de construction des imprimantes à sable de CASTFAST. Il a dû être imprimé en externe dans une imprimante encore plus grande, emballé en toute sécurité dans du sable, expédié et déballé avec précaution à la dernière minute dans la fonderie pour être intégré dans le moule. Le moulage a été réalisé en décembre 2023 à Mayence. Ensuite, nous sommes passés au post-traitement et au revêtement afin de rendre le corps de l’aube directrice résistant à l’eau salée. Pour finir, le voyage s’est poursuivi à Brême, sur le banc d’essai spécial pour les pompes de très grande taille. Après cela, la nouvelle pièce de la pompe sera prête à l’emploi et pourra prendre le relais à tout moment si la dernière pièce d’origine actuellement installée ne le peut plus. Denis Germann conclut :
« Il est rare de devoir fabriquer des pièces de pompe très anciennes à partir de zéro par rétro-ingénierie. La plupart du temps, nous pouvons encore les obtenir auprès du fabricant d’origine. Si ce n’est pas possible, l’impression 3D sur sable de l’équipe CASTFAST nous permet de simplifier considérablement le processus. Et la prochaine fois que nous aurons besoin de cette pièce de rechange spécifique, nous pourrons la commander en appuyant sur un bouton « .

Portrait

Taille de la pièce (fonte brute) : 1400x1400x1050 mm Poids de la pièce : 2500 kg Matériau : EN-GJL-250 Procédé : impression 3D sur sable : Moule : Sable de quartz avec liant de résine furanique Noyau : sable de quartz extra fin avec liant de résine furanique

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