La 3D pour fabriquer la fibre moulée

L'équipe d'AIM Sweden AB (AIM) a  développé de nouvelles méthodes de modélisation en impression 3D pour fabriquer de nouveaux produits en fibre moulée. Révolutionnaire !

fibre moulée.jpg

Alors que les fabricants de pâte et de papier tentent de remplacer les emballages en plastique à usage unique, l'équipe d'AIM Sweden AB (AIM), la spin-off commerciale de la Mid Sweden University, a  développé de nouvelles méthodes de modélisation en impression 3D, un concept d'outillage entièrement nouveau qui est actuellement introduit dans la fabrication de récipients pour aliments et gobelets boissons en fibre moulée. Déjà actif et expérimenté dans la fabrication de composants orthopédiques et industriels en métal et en plastique, AIM Suède a utilisé ses trois systèmes GE Additive Arcam EBM Q20plus et Q10plus pour développer des moules perforés imprimés en 3D pour transformer de la pulpe fibreuse humide en produits d'emballage avec une résistance améliorée, des parois plus minces et la capacité de contenir des liquides et des graisses. La technologie EBM remplace les méthodes de fabrication conventionnelles.

Dans le processus de fabrication actuel des produits en fibres moulées, il est nécessaire d'arrêter fréquemment la ligne de production pour des raisons de maintenance. Prenons, par exemple, les outils nécessaires pour produire des plateaux à œufs communs, un simple produit en fibre moulée.

Un vide est appliqué à un outil de mise en forme poreux pour drainer l'eau et collecter les fibres d'un côté du moule. Les fibres sont ensuite enlevées et séchées comme produit final. Cependant, les outils de formage conventionnels s'encrassent facilement, nécessitant un nettoyage ou une réparation fréquents, entraînant des temps d'arrêt de production importants.

De plus, la production des moules conventionnels nécessite une quantité importante d'opérations manuelles et de fabrication car un treillis métallique est attaché manuellement à une base métallique en forme 3D par couture et soudure. Ce processus prend du temps, est coûteux et n'offre aucune possibilité d'optimiser différemment les propriétés de drainage dans différentes zones de l'outil.

Les nouveaux outils de mise en forme d'AIM Suède, fabriqués de manière additive à l'aide de la technologie EBM de GE Additive, résolvent ces problèmes, les rendant moins chers, plus efficaces et avec une durée de vie plus longue, explique le directeur technique d'AIM, Axel Bergström, «tout a commencé avec quelques clients nous demandant de fabriquer des outils de formage pour la fibre moulée. Les premiers moules étaient entièrement fonctionnels, mais nous avons également été mis au défi d'améliorer la fonctionnalité en augmentant la résolution et en répartissant plus uniformément les trous de perforation encore plus petits."

 

"Augmenter la résolution de la perforation sur une surface 3D complexe était un défi géométrique qui repoussait les limites de la technologie d'impression additive et du savoir-faire actuels. L'équipe GE Additive à Göteborg a dispensé un cours de formation avancée qui a joué un rôle déterminant dans le travail de développement de processus que nous avons effectué plus tard. Désormais, nous pouvons utiliser nos machines EBM plus efficacement", a poursuivi Bergström.

Les moules produits sont extrêmement minces et empilables avec des structures de support minimales ou inexistantes, réduisant considérablement le temps de production. En fonctionnement, les parois  minces de formation de titane reposent sur un support en nylon imprimé en 3D, également conçu et produit par AIM Sweden.

Mais ce n'est qu'un début. Ces moules permettent maintenant de concevoir et d'optimiser la porosité trou par trou, y compris la position, la taille, la forme et l'angle avec une qualité constante, permettant à la fibre moulée d'être utilisée d'une manière jamais imaginée possible.