SACMI et Officine Meccaniche Pontillo viennent d’achever un nouveau processus technologique pour la fabrication d’engrenages par frittage, un traitement thermique utilisé pour le développement de joints entre les particules, dans le but de former un objet solide et continu de densité contrôlée.
Cofinancé par le programme opérationnel national « Entreprise et compétitivité » 2014-2020 du FEDER du ministère italien du développement économique (aujourd’hui ministère de l’entreprise et du Made in Italy), le projet suit les lignes de développement de la production d’engrenages hélicoïdaux. Les objectifs qualitatifs et quantitatifs ont été pleinement atteints, avec des applications potentielles dans le secteur automobile, utiles pour accroître la fiabilité des composants à haute performance, en réduisant la consommation d’énergie et de ressources par rapport aux technologies traditionnelles.
Le développement de technologies innovantes pour la fabrication d’engrenages complexes est au cœur de la stratégie de la Business Unit Matériaux Avancés de SACMI. Le projet proposé, d’une durée de 36 mois, vise à apporter davantage d’innovation au processus de métallurgie des poudres, qui optimise la consommation de matériaux et d’énergie par rapport à la métallurgie traditionnelle. Les avantages intrinsèques du processus de frittage – qui comprennent également une durabilité accrue des moules et l’uniformité de la pièce finie – sont la condition préalable à l’activité, qui visait à réduire l’écart actuel en termes de caractéristiques mécaniques des composants fabriqués par moulage ou par déformation plastique.
La première étape du projet a consisté à réaliser des prototypes à partir des données du modèle 3D, ce qui a permis de commencer les essais opérationnels du système de compactage des poudres et de densification des surfaces. Cette première phase comprenait la recherche de la géométrie la plus adaptée à l’application, réalisée à l’aide d’un procédé de frittage laser direct de métaux (DMLS). En pratique, avec cette technique, l’article est composé par frittage de couches successives (fabrication additive) jusqu’à ce que le modèle soit complet, puis il est brossé – pour éliminer les poussières résiduelles – et traité thermiquement dans des fours spéciaux. Des tests ont ensuite été effectués sur différents types de matériaux (acier, titane, alliages d’aluminium, etc.) afin d’identifier les plus adaptés à l’application proposée.
Le projet a été finalisé en suivant les lignes directrices de l’économie circulaire, en commençant par le recyclage complet des matériaux utilisés pour les échantillons. Le principal objectif de la proposition est le secteur automobile, afin de proposer une alternative viable – avec des propriétés mécaniques supérieures de l’engrenage – et rentable aux techniques traditionnelles utilisées (forgeage, moulage et usinage) pour la production de composants à haute performance. Ces types d’engrenages se trouvent dans différentes parties du véhicule, par exemple dans la boîte de vitesses. Grâce à cette technologie innovante, l’objectif du projet était de produire des composants d’une densité optimale (99 % de la densité théorique), sans défauts dans la microstructure et avec des caractéristiques dimensionnelles, géométriques et microgéométriques de l’engrenage adaptées au fonctionnement.
Les entreprises se sont déclarées très satisfaites de la pleine réalisation des objectifs quantitatifs et qualitatifs. Environ 50 000 pièces ont été produites sur une presse de 2 000 kN dotée d’un système innovant de lubrification des parois du moule, ce qui a permis d’obtenir une densification optimale d’environ 7,6 g/cm³. Ces résultats témoignent d’une avancée technologique significative, qui constitue la base du développement de l’application au niveau industriel.
Le projet CPM s’inscrit dans une ligne antérieure de développement d’engrenages hélicoïdaux, ensuite industrialisés par SACMI dans des applications spécifiques déjà reconnues par le marché pour les caractéristiques innovantes du processus proposé. Cofinancé par le ministère italien de l’entreprise et par Made in Italy, ce projet a également été réalisé par SACMI avec son partenaire Officine Meccaniche Pontillo, une entreprise verte certifiée ISO 14001, confirmant ainsi une importante synergie en termes de compétences, de connaissances et de structures.
Le frittage est un traitement thermique utilisé pour développer des liens entre les particules afin de former un objet solide et continu de densité contrôlée.
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