Meltio : fini le soudage manuel pour réparer l’outillage

Passer du soudage manuel à l’impression 3D métal automatisée pour la réparation d’outillage

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Cavaletto Mario S.p.A. est spécialisée dans le forgeage à chaud, le refoulement à chaud et le refoulement électrique de l’acier. Fondée en 1967 par Aldo et Mario Cavaletto, l’entreprise emploie aujourd’hui environ 70 personnes.

Le flux de production démarre par le chauffage de billettes d’acier dans des fours à induction pour rendre le métal déformable, puis par la mise en forme des pièces sur des machines industrielles. L’entreprise fabrique intégralement, en interne, l’outillage acier nécessaire à ces opérations. Fournissant des secteurs aussi variés que le terrassement, l’agriculture, la manutention industrielle, l’hydraulique et l’automobile, sa matrice de production est particulièrement complexe : plus de 5 000 pièces différentes sont gérées en production, avec une grande variété de géométries et de niveaux de complexité technique.

« Avec plus de 5 000 pièces différentes en production, aussi bien en géométrie qu’en complexité, il était difficile de trouver un opérateur qui reste chez nous pendant des années et soit capable de réparer tous les équipements variés que nous possédons. »

1. Pénurie de main-d’œuvre et dépendance à des opérateurs spécialisés

Pour obtenir la forme finale des pièces forgées, la ligne de production nécessite des outils d’ébavurage pour retirer le surplus de matière. Avec le temps, ces matrices et poinçons de découpe s’usent et nécessitent un entretien régulier.

Historiquement, Cavaletto s’appuyait sur un seul soudeur hautement qualifié, fort de plus de 40 ans d’expérience, pour effectuer ces réparations manuelles. Trouver un opérateur capable de réparer cette diversité d’équipements — et le fidéliser dans la durée — s’est avéré extrêmement difficile. Former un nouveau soudeur à partir de zéro pour maîtriser la réparation manuelle de milliers de géométries d’outillage distinctes demande des années d’investissement.

L’impossibilité de remplacer ou de faire évoluer facilement cette main-d’œuvre manuelle spécialisée constituait un véritable goulot d’étranglement pour la continuité de la production de l’entreprise.

2. Évaluer des alternatives automatisées pour des géométries complexes

L’équipe d’ingénierie avait besoin d’une méthode capable de reproduire, par une machine automatisée, le savoir-faire de leur soudeur vétéran. La solution devait gérer la complexité géométrique inhérente à leur catalogue de 5 000 pièces. Le procédé retenu devait en outre répondre à des exigences fonctionnelles strictes pour l’outillage : forte résistance à la chaleur et haute dureté.

Cavaletto a d’abord évalué une solution de soudage à fil continu. Mais la complexité géométrique de ses composants a rendu cette approche automatisée conventionnelle inadaptée.

Par ailleurs, le soudage manuel à l’électrode traditionnel générait du laitier entre les couches, nécessitant un nettoyage manuel qui perturbait la continuité du processus. Le défi consistait à trouver une technologie de fabrication additive capable d’offrir les propriétés thermiques, la flexibilité géométrique et un dépôt propre nécessaires.

« Pour rester compétitifs à l’international, nous avons fait confiance à Meltio et à sa technologie d’impression 3D pour la réparation de nos pièces, qui contribue à automatiser le processus de soudage et de réparation. »

3. Le flux de travail Meltio pour la remise en état des outillages

Grâce à une collaboration avec Overmach, Cavaletto a identifié le soudage laser-fil comme la solution optimale. L’équipe d’ingénierie a adopté la technologie Meltio pour automatiser le processus de soudage manuel jusqu’alors utilisé pour retirer le surplus de matière et réparer les outils d’ébavurage. Cette technologie laser-fil offre davantage de flexibilité, de précision et de contrôle du procédé pour leurs géométries complexes.

Le flux de fabrication d’un composant réparé suit une procédure stricte :

• Des repères de référence sont usinés sur le composant pour le positionner précisément sur un plateau fixation.
• La soudure endommagée est usinée pour dégager une surface optimale correspondant à la géométrie de la pièce.
• La pièce passe par le dépôt Meltio, avec un fil de soudage spécifique fourni par un fabricant local.
• Une fois le dépôt terminé, la surface supérieure est surfacée pour garantir un positionnement correct lors de la phase finale de forgeage.
• La pièce est découpée par électroérosion à fil (EDM) pour atteindre les dimensions finales nécessaires à l’ébavurage des pièces forgées.

67 % d’économies de coûts par rapport au soudage à l’électrode traditionnel
20 % d’économies par rapport à la technique conventionnelle complète de fabrication de moule

4. Améliorations opérationnelles grâce à la fabrication additive

En passant du soudage manuel à l’électrode au Meltio Robot Cell, Cavaletto a obtenu des gains opérationnels mesurables :

• Qualité et durabilité : les soudures Meltio affichent une excellente durabilité et résistance en conditions réelles, comparables aux soudures manuelles à l’électrode.
• Propreté du procédé : la fabrication additive laser-fil évite la formation de laitier de soudage, supprimant le nettoyage entre les couches.
• Répétabilité : le procédé automatisé assure un dépôt de matière constant, une précision accrue et une répétabilité stricte par rapport aux opérations manuelles d’origine.
• Conservation du savoir-faire : la technologie permet de traduire l’expertise humaine en paramètres machine, sans avoir à recruter et former du personnel pendant des années.
• Efficacité matière : l’entreprise évite un gaspillage de matière important, avec environ 67 % d’économies de matière par rapport au soudage à l’électrode traditionnel. En comparant à la technique conventionnelle complète de fabrication de moule, ils rapportent environ 20 % d’économies, à la fois sur le matériau de soudage nécessaire et sur celui retiré ensuite lors de l’usinage.

5. Viabilité à long terme de la maintenance automatisée des outillages

L’intégration de la fabrication additive métallique laser-fil a renforcé la compétitivité internationale de Cavaletto. L’entreprise a automatisé avec succès des processus de réparation complexes tout en maintenant les standards de qualité matière exigés par le forgeage à chaud et à froid de l’acier.

Si le temps de préparation initial pour créer les modèles 3D et programmer le logiciel Meltio Space reste actuellement plus long, la répétabilité globale et la réduction du gaspillage de matière valident la transition. L’entreprise prévoit désormais d’affiner en continu le processus de réparation pour réduire encore les délais. Une fois la maîtrise complète de la programmation et du réglage de la cellule atteinte, ils prévoient que la machine fonctionne en continu pour la remise en état des outillages.

« Grâce à Meltio, nous économisons près de 67 % de matière par rapport au soudage à l’électrode traditionnel, et nous gagnons d’autres avantages comme la répétabilité et un procédé bien plus propre, puisque nous n’avons pas besoin de nettoyer le laitier entre les couches. »