Outils de pointe pour moulistes à la pointe

Les spécialistes des moules d’injection cherchent à raccourcir leurs délais de production, à améliorer leur qualité et à pousser leur expertise dans des domaines pointus. Des choix qui nécessitent une adaptation régulière de leurs solutions, de la conception à la réalisation en passant par la simulation.

ecteur automobile en crise, concurrence toujours plus forte des outilleurs étrangers, d’Europe de l’Est et d’Asie en tête, les moulistes français souffrent et leur nombre ne cesse de baisser… Pour autant, cette profession continue de compter pour les éditeurs de logiciels. Le spécialiste de l’usinage Tebis France organisera par exemple le 19 mars prochain, au Pôle européen de plasturgie d’Oyonnax, un séminaire sur le thème « une fabrication plus efficace dans la réalisation de moules ». Et chaque année, de nouvelles solutions sont mises sur le marché. Depuis le début de l’année, on en dénombre déjà quatre (voir encadré page 39). Pourquoi cette attention ? « Les travaux des moulistes comptent parmi les plus complexes de la FAO », explique Jean-claude Morel, ingénieur d’application chez Missler Software.

Un métier très vaste

Les outillages destinés à l’automobile sont très différents de ceux utilisés en flaconnage, comme le sont les outillages de transformations des thermoplastiques et des thermodurcissables. Mais en général, un moule est constitué de 4 parties : l’empreinte, les plaques (ou carcasses), le système d’injection (ou bloc chaud) et les éléments mécaniques standard (colonages, etc.). Et dans son principe, le métier de mouliste ne change guère. Il s’agit de recevoir un fichier 3D de la pièce à réaliser, d’en faire l’analyse typologique afin de définir les principales caractéristiques de l’outillage (plans de joints, points d’injection, circuit de régulation, éventuels éléments mobiles, systèmes d’éjection…) et de le concevoir en CAO. Certains vont plus loin en réalisant le moule et en le mettant au point, voire en assurant sa maintenance ; d’autres développent aussi leurs compétences en amont et proposent de la co-conception à leurs donneurs d’ordres. Exemple avec Olaberria, à Ustaritz (Pyrénées-Atlantiques), qui travaille pour l’auto, le médical et l’emballage.

« Nous recevons de moins en moins de pièces prêtes à être moulées. Il nous faut donc souvent proposer des aménagements sur le produit en accord avec le client », témoigne Xalbat

Daguerressart, ingénieur au bureau d’études. Enfin, d’autres se démarquent en misant sur des procédés pointus. C’est le cas de Caulonque, à Soustons, dans les Landes, experte dans l’injection de pièces à parois fines (comme la cloche saveur de Roquefort, entre autres). « Cela induit des contraintes mécaniques et thermiques très fortes », explique Jean-Pierre Laveille, responsable CAO. La différence se fait dans les choix de matériaux, des traitements, mais aussi de conception. L’entreprise privilégie ainsi l’éjection par air aux dispositifs mécaniques sur ces moules qui travaillent à des cadences très élevées. Certains moules doivent aussi intégrer une étiquette déjà imprimée (on parle d’ILM, pour In mold labelling). « Il faut alors changer le sens d’injection pour plaquer la matière sur l’étiquette et non le contraire », explique le responsable CAO. Pour concevoir ses ensembles, l’entreprise utilise Solid-Edge.

Aller toujours plus vite

Face à la concurrence internationale, la rapidité d’exécution est primordiale. Cela a des incidences sur les outils informatiques qu’utilisent les moulistes. A commencer par leurs CAO. Dans ce domaine, la tendance est à l’automatisation. « Après l’analyse et la définition des plans de joint, notre CAO assure la séparation noyau-matrice en un seul clic. 98 % des surfaces sont triées automatiquement. Elle peut aussi générer des électrodes à partir de groupe de surfaces sélectionnées », déclare Jean-Michel Lecerf responsable CAO de Cluzel, qui conçoit et réalise des moules prototypes et de petites séries avec WorkNC CAD. D’autres logiciels proposent également des fonctions de contrôle des surfaces et des éléments du moule (collisions, distance entre les canaux chaux et la surface de l’empreinte…) après leur manipulation.

Dans leur tâche, les moulistes ont également besoin de collaborer. A l’intérieur de l’entreprise, mais aussi avec les clients et les fournisseurs. Pour le premier point, chez Missler, « la prochaine version de TopSolid Mold permettra de travailler à plusieurs en parallèle sur le même moule. Il sera possible de l’exploser en différentes parties pour travailler sur la régulation en même temps que sur les systèmes d’éjection, par exemple », annonce Jean-Claude Morel. Le principe : les informations sont gérées par un serveur sur lequel les PC des utilisateurs se synchronisent.

Pour la collaboration extra-entreprise, les moulistes se

de cycle fiables et de renvoyer des géométries de déformées (ou de contre déformées)

vers des logiciels de CAO. Pour autant, les offres du marché doivent encore évoluer. « Elle traitent mal les pièces massives aux épaisseurs supérieures à 20 mm », regrette ainsi Guy Palicot, patron de Palicot SA, en Mayenne. D’autres demandes des utilisateurs : « simuler les mécaniques d’éjection et gérer les problèmes d’aspect de la pièce moulée », annonce Hugues Alglave.

contentent fréquemment de moyens basiques. « Lorsque l’on travaille en direct avec des designers, ils nous soumettent les formes à réaliser et nous demandent ce qu’il faut modifier. Nous procédons généralement par mail », commente Jean-Pierre Lavielle, de Caulonque. D’autres, à l’image de Mora International ou Etudes et Services (lire page 35), près du Havre, se reposent sur la plateforme collaborative de PI3C.

Pour certains, il s’agit de répondre à une demande expresse. « Un client de l’aéronautique nous a exigé une simulation car l’implantation du point d’injection allait donner des contraintes différentes selon sa position », raconte Jean-Michel Lecerf responsable CAO de Cluzel. L’entreprise a fait appel à un spécialiste extérieur. Mais, de plus en plus, les moulistes font leurs

Simulation d'injection d'une planche de bord dans Visi Flow, de Véro.

calculs en interne, à l’image de Méca-Fonction (lire page 38). L’intérêt, outre la rapidité ? « Un expert de la rhéologie va vous prouver que votre pièce est moulable ; un mouliste qui fait l’étude lui-même va pouvoir optimiser son moule », explique Jocelyne Marinaro, directrice

commerciale Moldflow pour l’Europe de l’Ouest. Pour les aider, les éditeurs vont aussi vers plus d’automatisation. « Nous développons des outils « meshless » qui permettent de réaliser des calculs rapides pour éviter les problèmes classiques : remplissage, équilibrage etc. », explique Hugues Alglave Responsable support technique grands comptes de Moldflow. La raison de ce support permanent : « Les moulistes sont des spécialistes mais ne sont pas forcément des experts du processus d’injection. Il leur faut un outil de diagnostic pour qualifier le refroidissement, l’injection, les points d’injection, etc. », explique Jocelyne Marinaro. Evidemment, ces applications s’adaptent aux évolutions des processus. Elles intègrent désormais les aspects thermiques, incontournables, et apportent des solutions dans la fabrication des micro-pièces, le surmoulage, l’injection-compression ou encore le chauffage local. Elles sont aussi capa

L’usinage, une étape clé

WorkNC, Mastercam, Top SolidCAM, Tebis, Open Mind… « Toutes les FAO sont en mesure de sortir des parcours pour les moulistes », reconnaît Laurent Lalliard, du Cetim. L’enjeu pour eux ? Encore une fois, aller plus vite. Les solutions développent pour cela de plus en plus la programmation automatique à partir de reconnaissance de « features ». A chaque élément généré en CAO (un perçage, une rainure de clavette, mais aussi une poche en 2 ou 3D), le logiciel associe directement des commandes en FAO. Palicot (lire page 36) utilise ce principe. « Cela gagne du temps et élimine les risques d’erreur de ressaisie », explique Guy Palicot, son dirigeant.

Autre tendance importante pour les moulistes, le passage en usinage 5 axes. Cela permet de travailler avec des outils plus courts et donc d’augmenter la précision des usinages, de réaliser des éléments obliques plus facilement, ou de réaliser une carcasse en un seul serrage. Pour cela, les outilleurs ont à leur disposition des solutions tel l’Auto5 de WorkNC, qui traduit automatiquement les programmes d’un mode à l’autre. A noter, l’ultime version du logiciel, la V20, intègre un module 3+5, qui permet de choisir le mode en fonction des formes à usiner sur une même pièce. Pour un mouliste, la prise

DOSSIER

en compte de la matière retirée en cours d’usinage est également un plus.

Le passage en 5 axes rime aussi avec simulation. Et là encore, tous les éditeurs

sont sur les rangs. Dont les spécialistes du domaine.

« Afin d’aider les moulistes qui veulent passer en 5 axes, nous lançons actuellement une offre spécifique qui inclut la technologie, la formation et l’intégration de leur machine dans

le logiciel, mais aussi des solutions de financement adaptées à la période de crise actuelle », déclare Franck Moussey, directeur commercial Edition de Spring Technologies. Les grandes tendances en usinage ? « Pas de l’évo

lution technique pure mais de l’intégration CAO-FAO dans le cadre de nouvelles générations d’interfaces », explique Laurent Lalliard, du Cetim. Sescoi, notamment semble aller dans ce sens. « Nous travaillons actuellement sur une solution de CAO qui constituera une véritable passerelle entre plusieurs métiers. Elle sera constituée de modules qui permettront aux utilisateurs de monter en puissance progressivement », annonce Catherine Marko, le directeur général.

L’avenir passe par l’automatisation

Les outils n’ont pas fini de progresser. Leur avenir ? Il passe par des solutions encore plus automatisées, à toutes les étapes. « Nous somme en train de finaliser un wizard qui accompagnera l’utilisateur dans la conception des mouvements des moules. Plutôt que de construire un tiroir composant par composant, on pourra le construire automatiquement avec ses guidages, les coins, les doigts de démoulage, etc. », annonce Jean-Claude Morel, de Missler Software. Autodesk, heureux propriétaire de Moldflow, pourrait bien aller un peu plus loin. La prochaine version d’Inventor devrait ainsi intégrer des fonctionnalités de simulation directement dans la CAO et, probablement un retour d’information de la simulation vers le modèle 3D. A l’avenir, on peut même rêver d’une CAO qui indiquerait au concepteur la moulabilité de sa pièce en cours de construction… Reste un inconvénient majeur à ce type de solutions : elles diminuent encore un peu plus la différence de niveau entre les moulistes de pointe et ceux moins performants, les Chinois par exemple… 

Dans le cadre d’une rénovation complète menée par la Carrosserie Lecoq, la société niçoise LF Ingénierie a reconstruit complètement le modèle d’un bloc moteur 6 cylindres d’Hispano Suiza de 1933. Dans les règles de l’art.

aire du vieux avec du neuf. C’est ni plus ni moins ce qu’ont demandé la carrosserie Lecoq à LF Ingénierie, à Nice. Le défi lancé par le spécialiste de la rénovation automobile ? Reconstruire à l’identique le bloc moteur en aluminium d’une Hispano Suiza K6 de 1933, en quelques mois seulement.

Malmené par les années et des tentatives de restauration successives, le bloc d’aluminium d’origine du six cylindres était irrécupérable. Seule solution : en reconstruire un autre en fonderie à la cire perdue. Première étape : « construire de HSMWorks », raconte Alpha Camara, de LF Ingénierie. De zéro, car aucun plan n’était disponible. Et compte-tenu des dégâts sur le bloc, pas question d’utiliser un scanner 3D.

« Le modèle généré aurait été très lourd, il aurait fallu corriger ses déformations et certains détails à l’intérieur de la pièce étaient inaccessibles pour un scanner », explique Alpha Camara. Le spécialiste s’est donc basé sur des mesures réalisées sur le bloc modèle pour bâtir son modèle 3D « à la main ».

Restauration à l’identique oblige, « j’ai respecté la géométrie de ce qui a été fait à l’origine », explique Alpha Camara. A commencer par les épaisseurs de six millimètres des parois, qu’un concepteur d’aujourd’hui réduirait certainement. En revanche, le spécialiste s’est permis quelques améliorations mineurs… et invisibles.

« Nous avons remplacé le joint d'embase des chemises en pâte à joint par un joint torique », avoue, par exemple, Franck Murat, motoriste chez LF Ingénierie.

Le modèle 3D a ensuite été complété par des éléments propres au processus de fonderie à la cire perdue, retrouvés en « lisant » la pièce, ses plans de joint, ses défauts, les traces de supports de noyaux etc. Une phase réalisée de concert avec Howmet Ciral, le spécialiste de la fonderie à la cire perdu choisi pour la réalisation. Certaines adaptations de la pièce, dans le choix des rayons de raccordement, par exemple, ont été nécessaires pour faciliter la fonderie. Petit atout supplémentaire de LF Ingénierie dans ces opérations, l’entreprise dispose d’une licence de Thercast, le logiciel de simulation de procédés de fonderie de Transvalor (cellule de valorisation de l’Ecoles des Mines).

Parallèlement à la fonderie, Alpha Camara a également généré les documents de fabrication destinés aux opérations d’usinage après la fonderie. Petite astuce du spécialiste : « j’ai utilisé un modèle simplifié plus facile à manipuler », explique-t-il.

En moins de deux semaines, le modèle numérique à réaliser en cire était prêt. Voxeljet France, spécialiste du prototypage rapide, a fabriqué en 48 heures la pièce envoyée à la fonderie pour l’enrobage et la coulée, lancée dans la foulée. Enfin, quelques jours plus tard, le brut était usiné à Nice.

Pari tenu ! « Il s’est passé 3 mois entre la prise de commande et la livraison », raconte Alpha Camara. Juste à temps pour exposer le moteur sur le salon Rétro-mobile, en février dernier, en même temps que l’Hispano restaurée. Le prix de l’exploit ? Environ 80 000 euros, moteur tournant. Pour cela, les Carrosseries Lecoq ont dû cependant attendre encore quelques semaines supplémentaires. Il manquait au moteur ses coussinets de vilebrequin, réalisés par un autre professionnel, débordé…