Client:
Wärtsilä est l'un des leader mondial des technologies intelligentes et solutions des cycles de vie pour les marchés de la mer et de l'énergie, avec une gamme de produits allant des groupes moto-propulseurs aux solutions renouvelables. L'usine Finlandaise de Vaasa et l'usine Italienne de Trieste supervisent la fabrication des moteurs équipant près d'un tiers des plus gros cargos du monde. Les équipes ont régulièrement besoin d'outillages spécifiques afin de répondre à des problématiques particulières ainsi que pour optimiser l’efficacité des productions. Ils doivent de ce fait faire appel à des fournisseurs tiers pour les fabriquer.
Problématique:
L'exemple étudié concerne un outil de levage essentiel à la construction et à l'entretien de ces moteurs, celui-ci permet le déplacement et la mise en position de pièces extrêmement lourdes telles que les pistons. Ces outillages personnalisés de levage sont essentiels car il permettent un gain de temps considérable pendant les processus de fabrication et de maintenance au sein des cargos. De part la complexité des moteurs, bon nombre de ces outillages ont des fonctionnalités d'accouplement unique.
"Le potentiel de réduction des coûts est réel, si vous arrivez à économiser au moins 1000€ par outillage, c'est un avantage direct" _Juho Raukola, expert innovation.
Wärtsilä usine généralement ses outils de levage en acier, mais ce moyen de fabrication est relativement coûteux, les délais de fabrication sont trop longs et les produits qui en résultent sont trop lourds à transporter pour ses usagers. Les équipes sont également incapables d'apporter une modification de conception rapide en cas de besoin. Chaque augmentation de coût et de poids a un impact non négligeable lorsqu'elle est mise à l'échelle sur une centaine d'outils, particulièrement lorsque cet outil est destiné à une tâche de maintenance dans un navire où l'espace est limité.
Solution:
Les ingénieurs de Wärtsilä utilisent les imprimantes 3D fibre de carbone Markforged depuis mi-2018 afin de résoudre des problématiques similaires et avaient déjà fabriqués plusieurs outillages pour leurs usines. Les équipes de Vaasa et Trieste ont décidé de s'orienter vers une imprimante plus grande et plus industrielle afin d’accroître leur débit, ils se sont donc orientés vers la Markforged Industrial Series X7 pour leur usine italienne.
En collaboration avec Markforged, ils ont repensé l'outil de levage pour la fabrication additive. Le nouveau design inclut la séparation de l'outillage en plusieurs pièces afin de tirer meilleur parti de l'utilisation de la fibre longue de carbone, et a permis à l'outil de soulever un piston de 240kg du premier coup. "Je pense que tout le monde a été assez choqué par la performance" déclare Juho Raukola. Le poids maximum que peut supporter l'outil est de 960kg sans déformation, cependant nous sommes obligés d'appliquer un facteur de sécurité de 4. L'équipe a également travaillé aux cotés de l'agence internationale de certification Bureau VERITAS afin de déterminer un processus de certification des outils. Celui-ci a été soumis à divers test et inspections, en résulte le premier outil de levage imprimé en 3D certifié CE, une énorme réussite pour l'entreprise.
L'adoption par cette entreprise de la fabrication additive a déjà porté ses fruits, estimant qu'en 8 mois elle aurait déjà économisé 100 000€ en outillage seul, ce qui, selon elle, peut évoluer avec plus d'imprimantes Markforged dans plus d'installations dans le monde.
"Cela permettra à Wärtsilä d'accélérer l'introduction de nouveaux produits avec fabrication plus rapide, moins chère et plus sûre" _Guiseppe Sarago, directeur de fabrication.
Juho et son équipe sont déja sur la voie pour se libérer de fournisseurs tiers, cela signifiant qu'ils n'auront plus besoin d'attendre pour lancer la fabrication de leurs divers outillages, "Nous n'avons pas à travailler selon l'emploi du temps de quelqu'un d'autre" déclare t'il. De plus, l'impression 3D permet la modification de chaque design et il peut ensuite être imprimé n'importe où et à tout moment grâce à la fabrication distribuée, même sur les navires que nous entretenons.
Evolution:
Avec trois imprimantes à fibre de carbone Markforged, et à présent une imprimante 3D Metal X, permettant d'imprimer dans divers matériaux industriels, Wärtsilä n'en est qu'au début de son évolution grâce à la fabrication additive. Des portes outils et des outils de mesure de pièces de production, les ingénieurs sont désormais habilités à rechercher de nouvelles applications de l'impression 3D au sein de leur atelier de production. "Si nous voulons un autre outil pour la production, avec une conception spécifique, ce n'est plus 4 à 6 semaines d'attente comme c'était le cas avant, mais ce n'est désormais plus que quelques jours. Nous sommes en mesure de répondre au besoin, et cela plus rapidement" s'exclame Guiseppe.