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VSHAPER | L’impression 3D dans l’industrie alimentaire

12/07/23

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L’impression 3D dans l’industrie alimentaire

Découvrez la mise en œuvre de l’impression 3D à Frezmet, comment l’impression 3D a remplacé la machine à commande numérique.

Quels étaient les objectifs de la collaboration, quels problèmes ont été rencontrés et comment ont-ils été résolus ?

Objectif

Préparer un prototype de mélangeur doseur pour une machine alimentaire répondant aux conditions suivantes :

  • résistant à la température (70 à 120 degrés)
  • adapté au contact avec les denrées alimentaires
  • durable
  • facile à nettoyer et pouvant être lavé au lave-vaisselle
  • ne pas altérer la couleur de la surface
  • forme spécialement conçue pour un dosage correct

Le client

Frezmet est une entreprise d’usinage CNC. Elle est présente sur le marché depuis 2006. Elle coopère avec de nombreuses entreprises polonaises et étrangères dans les secteurs industriel et automobile. Depuis plusieurs années, elle collabore avec une entreprise spécialisée dans la fabrication professionnelle d’éléments composites. Frezmet utilise le logiciel CAD CAM EDGECAM, distribué par VERASHAPE, pour concevoir les modèles.

Problèmes liés au projet entrepris

Le plus grand défi du client était de produire un prototype qui réponde à tous les objectifs. Les modèles de mélangeurs ont été créés à l’aide d’un logiciel de CAO. Les problèmes ont été divisés en 2 groupes :

Conception et exécution

La préparation du modèle a pris beaucoup de temps en raison de la complexité de la conception et de la nécessité d’assurer la forme idéale pour alimenter correctement les aliments. Le temps de prototypage sur la fraiseuse CNC était d’environ 2 à 3 semaines, plus un long temps de fraisage si le modèle devait être fabriqué sans support.

Le prix élevé d’un seul prototype posait problème, surtout au stade des essais.

Sélection des matériaux

Le principal problème consiste à trouver un matériau présentant une résistance élevée à une exposition constante à la température, durable, résistant aux taches et à la décoloration pendant l’utilisation et approuvé pour le contact alimentaire par les organismes d’homologation.

Le matériau testé était le POM (polyacétal). Bien que le matériau ait conservé sa forme et sa durabilité, il n’a pas tenu le coup lorsqu’il a été chauffé en continu à une température de 70 à environ 120 degrés et a commencé à modifier sa structure. Le matériau ne répondait pas aux spécifications.

La solution

Le client s’est vu proposer la solution d’un service d’impression 3D comme alternative au fraisage. Cette solution présente l’avantage de préparer un prototype dans un délai beaucoup plus court et à moindre coût. De plus, une large gamme de matériaux permet de choisir un filament en fonction des objectifs.

Le premier matériau utilisé pour imprimer le modèle était l’ABS-S21, mais il était trop fragile et se détériorait à l’usage. Il ne répondait pas non plus aux normes de contact alimentaire, mais avec cette impression, des modifications ont été apportées à la forme du mélangeur distributeur.

VSHAPER a proposé de nouveaux matériaux : le PEEK et le PEEK GF (PEEK avec fibres de verre).

Le PEEK GF est un matériau très durable, renforcé par des fibres de verre, qui résiste à la température et remplit presque tous ses objectifs. Seule sa structure après impression n’est pas parfaitement lisse, ce qui a soulevé des questions quant au traitement ultérieur de ce matériau, par exemple par immersion dans la résine.

Le dernier matériau présenté était le PEEK, un matériau biocompatible très durable, résistant à la température et de qualité alimentaire. Les modèles imprimés à partir de ce matériau sont les plus durables.

Synthèse

Le travail entrepris avec VSHAPER a permis de sélectionner un matériau adéquat (PEEK), d’affiner le modèle d’agitateur, de réduire le coût de production des prototypes et de raccourcir les délais d’exécution.

  • Article de notre partenaire VSHAPER

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