Durabilité et réduction des coûts. Fiorenzo Dioni parle de la machine de moulage sous pression qui a remporté le Prix de l’inventeur européen
Neuf mille tonnes de force pour produire, en un seul cycle d’une minute et demie, le châssis d’une voiture en seulement trois pièces. L’avenir de la voiture électrique commence à Brescia etHydreune entreprise qui, au cours des huit dernières années, s’est consacrée au développement de Gigapress qui, même s’il n’y a pas de confirmation officielle, aurait été choisi par Musk pour Tesla. « C’est une machine à couler sous pression », dit-il Fiorenzo Dioniconcepteur d’Idra et gagnant avec Richard Oberlé de la Prix de l’inventeur européen, le prix prestigieux décerné par l’Office européen des brevets. « Il transforme les alliages légers, notamment l’aluminium ou le magnésium, de l’état liquide à l’état solide. » L’aluminium fondu, un 700 degrés, est injecté à grande vitesse dans un moule, puis se solidifie à l’intérieur en prenant la forme de l’objet à réaliser. Ce qui change d’une machine à l’autre, c’est la force qui maintient le moule fermé.
réduction des coûts
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« La plus grande machine que nous avons produite avait une force de 4 200 tonnes. Puis nos clients ont commencé à nous demander de l’augmenter un peu, de faire quelques tests. » De là est né « le soupçon que quelque chose bougeait sur le marché ». Le besoin était de réduire les coûts de production et la consommation, en particulier les voitures électriques qui, fondamentalement, ont un coût élevé par rapport aux modèles à combustion interne. Et c’est juste sur le châssis qu’il a été décidé de sauver. « Autrefois, ces pièces étaient en acier et il y en avait environ 70, des plus petites, qu’il fallait ensuite souder, couper, définir et assembler. Aujourd’hui, ce processus est réalisé en un seul cycle d’environ 80-90 secondes« . Les parties du cadre obtenues par moulage sous pression doivent encore être découpées et courbées, mais nous parlons d’assemblage trois pièces contre 70 les précédents avec un gain notable de temps et d’énergie, sans mettre en danger qualité et sécurité de la voiture.
révolution des 5s
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«Nous avons démarré ce projet en 2016», poursuit Dioni. « Les premières Gigapresses sont nées avec une taille de 5 500 tonnes, puis 6 100, jusqu’à 9 000 ». Dès le départ, la conception a été un défi. « Les parties structurelles de la presse sont devenues énormes. Nous sommes passés de 40 tonnes pour la plus grosse pièce jusqu’à 100-110 tonnes » poursuit Dioni. Une série de problèmes liés au transport et à la production des composants ont donc dû être résolus dès le début du projet. Ensuite, il y a eu le problème de système d’injection. « Il est essentiellement constitué d’une série de pistons qui doivent injecter et compacter l’aluminium liquide à l’intérieur du moule. » Avec les nouvelles machines, le poids des pièces produites par 40 kgje suis arrivé 140 kg et cela nécessitait des modifications. « Les pistons sont déplacés par un fluide à haute pression et à grande vitesse, mais lorsque vous en avancez un, l’huile qui l’a fait reculer doit être vidangée. » Le tout à des vitesses pouvant atteindre sept mètres par seconde. « Au lieu d’amplifier considérablement les émissions de pétrole, j’ai pensé que nous pourrions régénérer la source d’énergie en la renvoyant dans le conteneur qui donne la poussée », explique Dioni. C’est ainsi qu’est né le système d’injection a 5S, dont le brevet a fait l’objet de l’attribution précisément pour les avantages qu’il apporte à la machine, notamment en évitant la perte de pression. Il y a ensuite le gain de temps d’un système qui n’a plus besoin d’être constamment rechargé, avec pour conséquence une économie d’énergie d’environ 54%, par rapport à une presse standard.
l’avenir
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La Gigapress est une solution intéressante pour les constructeurs de voitures électriques et au-delà. Ici aussi la main d’oeuvre c’est petit, mais, explique Dioni, c’est plus spécialisé. « La machine a été conçue en mettant l’accent sur la sécurité au travail. » Pour prévenir tout accident, il faut des opérateurs capables de surveiller toutes les phases d’un processus complexe. « Il y a un besoin de maintenance prédictive. » On joue donc en avance. Gigapress détecte lui-même si certaines pièces doivent être remplacées et peut s’arrêter si l’intervention n’est pas terminée. L’objectif est désormais de continuer à le développer. « Le 20 août 2020, lorsque la première presse est entrée en production, c’était vraiment passionnant » réitère Dioni. L’Hydre est là première entreprise au monde pour en construire des de cette taille, la concurrence s’intensifie aujourd’hui et pourrait étendre à d’autres secteurs. « Il pourrait par exemple être utilisé pour produire des composants liés à la 5G. » Les idées sont nombreuses et l’avenir semble lui aussi entre de bonnes mains. « Le prix revient à toute l’entreprise et à mon équipe. Les gars ont très bien travaillé, ce qui m’a donné plus d’espoir chez les jeunes et cela me rend très heureux. »
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