GIFA 2023 - The Bright World of Metals - Dusseldorf avec le CETIM.
Cet article fait la synthèse de la GIFA 2023 en ciblant sur les Gigapresses et les alliages d’aluminium. Il sera suivi par d’autres articles sur des thématiques ciblées (simulation numérique, environnement, énergie, parachèvement des pièces, moulage sable, …) toujours relatifs aux innovations et tendance de cette édition du « mondial de la fonderie ».
« The Bright World of Metals » s’est à nouveau tenu avec succès du 12 au 16 Juin 2023 à Düsseldorf. Le Cetim y était et confirme que l’évènement international reste un rendez-vous majeur à ne pas manquer dans le domaine de la fonderie, de la thermique et des industries de la métallurgie.
En 2019, les mots clés au cœur des échanges du Salon étaient digitalisation, automatisation, solutions de fabrication additive, éco-efficience, avec la notion d’efficacité totale, ‘’Overall Equipment Effectiveness (OEE)’’, mixant exploitation optimale des données (IoT, Big Data, données temps réel, machines connectées, Cloud, numerical twin…), et production optimisée pour les clients et pour les équipes de production.
Les mots clés de la GIFA 2023 sont durabilité, efficacité des ressources, économie d’énergie, réduction des émissions de CO2 jusqu’à la neutralité climatique. “Façonnées par la transition énergétique et le changement climatique, les industries métallurgiques à forte intensité énergétique du monde entier connaissent la métamorphose la plus profonde de leur histoire.” (Malte SEIFERT, Director Portfolio Metals, Energy & Autonomous Technologies, Messe Düsseldorf). La GIFA 2023 sous le logo “ecoMetals” a promu tout au long du Salon les entreprises dont les actions sont orientées sur la protection de l’environnement et les innovations dédiées à des solutions plus durables. Dans le même esprit, la VDMA (Association allemande de l’ingénierie mécanique et des installations), sur le salon cette année, a présenté un Programme varié au Forum « Metals4Sure », sur les thèmes de la décarbonation, de l’économie circulaire, de la production climatiquement neutre, de l’innovation et de la qualité. “Outre les sujets d’innovation familiers tels que la transformation numérique, les développements s’inscrivent de plus en plus dans un discours global sur la durabilité. Il convient en particulier de souligner la fonction habilitante de l’ingénierie des installations métallurgiques pour une défossilisation complète de tous les domaines de la vie.” (Malte SEIFERT).
GIFA 2023, les gigapresses, leurs alliages et périphériques dédiés
L’accélération du développement des structures automobiles de grande dimension en alliage d’aluminium injectées sur gigapresses se confirme, avec sur le salon, autant de promesses des fournisseurs machines, que de démonstrateurs de structures automobiles (présentes en nombre), y compris chez les fournisseurs d’alliages, qui ont adapté leur gamme à ces nouvelles dimensions et contraintes de process.
Là où BÜHLER a fait le choix de programmer ses journées Portes Ouvertes en même temps que le salon pour présenter ses travaux et produits sur le site de ENGEL avec ses partenaires MELTEC, ROBAMAT, STRIKO WESTOFEN, ABK, BÖHMER, SCHAUFLER & ENGE (BÜLHER présentait à cette occasion sa nouvelle Carat 840 – machine de 8400 tonnes), les autres constructeurs n’ont pas manqué de valoriser leurs gammes de machines et de services sur le salon. On peut citer notamment :
- YIZUMI, et sa gamme LEAP Ultra Large Die Casting Machines, avec la démonstration sur un cadre aluminium VAW d’épaisseur moyenne 2,8 mm injecté sur machine LEAP 9000 tonnes avec sous vide. YIZUMI déploie activement sa méthode IPD (Integrated Product Development) et propose au sein de son centre d’application de produits et de processus (PPAC) une plate-forme dédiée aux essais de coulée, tests d’outillages et formations sur les processus de coulée.
- LK qui présentait parmi ses démonstrateurs, un carter d’IPU de 65 kg et plus de 3 m2 d’envergure, injecté sur DREAMPRESS DCC 12000 (Fig. 1).
- FRECH et sa gamme élargie de services codéveloppés avec ROBAMAT, SPESIMA, MELTEC, VDS, et ses divisions FRECH TOOLS en Pologne et FRECH ZPF, cette dernière étant spécialisée sur les développements focalisés sur l’efficacité énergétique et l’économie circulaire.
A l’instar des machines d’injection, les outillages, les robotisations, les presses de découpe, les systèmes de contrôle en ligne, et l’ensemble des installations périphériques voient grands, et se sont eux aussi adaptés à ces nouvelles dimensions. On peut citer à titre d’exemple KUKA et ABK pour la découpe, HEITEC pour le contrôle, qui a développé une gamme de Flex-Robots (Fig. 2) dédiés au contrôle radio en ligne de jantes ou structures aluminium de grande dimension (encombrement limité, préhenseur ajustable, flexibilité, vitesse et réduction des manipulations), ou encore COPROMEC sur les systèmes d’injection.
De même, la proposition s’élargit (et s’internationalise) sur le prototypage, avec un groupe comme GK issu de l’association depuis 2018 de Grunewald (Allemagne) et Kimura (Japon) pour la fourniture d’une solution « one step » de prototypage. Fort d’un parc de Fabrication Additive 3D Sable de 11 Machines, et de capacités de fonderie en aluminium, acier et fonte, GK propose une gamme élargie sur le prototypage de pièces de grande dimension, et présentait notamment un démonstrateur remarquable de structure développé sur le projet Mercedes Benz VISION EQXX BIONEQXX® (Fig. 3).
GK revendique via ses capacités en basse pression (Fig. 4), l’aptitude à couler des structures de grande envergure avec des épaisseurs réduites jusqu’à 2 mm, dans des alliages Al-Si (AC4C, etc.), Al-Mg et alliages d’aluminium pour la tenue à haute température, outre la capacité à des traitements thermiques sur mesure pour l’atteinte de propriétés mécaniques comparables au moulage coquille.
Les alliages d’aluminium
Par la force des choses, l’offre s’est élargie également au niveau des alliages à cette GIFA 2023. On soulignera notamment les offres proposées par Alcoa pour les « megacastings » : en particulier ses alliages C611 EZCast sans TTH pour MegaCasting (Fig. 5 et 6), EverCast AlZnMg 7xx pour les pièces de liaison au sol, C891F soudable EZCast+ pour structures assemblées de grande dimension en MegaCasting, et 370 EZCast pour les composants sous pression destinés à la tenue au crash.
Hydro pour sa part maintient la mise en avant de ses alliages destinés à la forge, pour le marché automobile (alliages HyForge™). Avec la technologie LPC (Low Pressure Casting) mise en œuvre (Fig. 7), la friction en surface de lingot est réduite, offrant des lopins avec une surface beaucoup plus lisse. Les lopins HyForge™ ne présentent donc plus de zone de ségrégation inverse, et peuvent ainsi être utilisés directement dans le procédé de forge, sans opération préalable de scalpage, d’extrusion ou d’usinage.
Des alliages à faible teneur en carbone
Plus en lien avec les enjeux de décarbonation, ALCOA en parallèle des alliages exclusifs précités revendique également une action forte orientée sur le recyclage et l’aluminium à faible teneur en carbone par l’intermédiaire de sa gamme de produits Sustana™, EcoLum™ (aluminium à faible teneur en carbone avec moins de 4,0 tonnes d’émissions de CO2e (types 1 et 2) provenant de la bauxite, de l’alumine, de la fusion et de la coulée) et EcoDura™ (aluminium avec un minimum de 50 % de contenu recyclé).
Hydro revendique également une « RoadMap Net-Zero » avec sa série d’aluminium à faible teneur en carbone Hydro REDUXA utilisant des sources d’énergie renouvelables comme l’hydroélectricité ; une empreinte carbone par kg d’aluminium inférieure au quart de la moyenne mondiale est annoncée (Fig. 8). Hydro REDUXA 4.0 affiche une empreinte carbone maximale de 4 kg d’équivalent CO2 par kg d’aluminium produit et est conforme à la norme ISO 14064 par DNV GL, couvrant toutes les émissions de carbone de la bauxite, de l’exploitation minière et du raffinage de l’alumine jusqu’à la production de l’aluminium en électrolyse et coulée.
La gamme d’aluminium recyclé Hydro CIRCAL 75R revendique pour sa part un minimum de 75 % de déchets d’aluminium recyclés après consommation, induisant une réduction majeure des consommations d’énergie lors de la phase de production tout en proposant un aluminium de haute qualité, soit une empreinte CO2e inférieure à 2,3 kg de CO2e pour 1 kg d’aluminium produit. HyForge™ enfin, est livré avec une empreinte carbone certifiée selon le certificat Hydro REDUXA 4.0, qui établit une nouvelle norme en matière d’empreinte carbone dans la production d’aluminium.
Dans ce sens, l’ambition affichée par SLIMAR RAFFMETAL sur l’augmentation du recyclage dans la production des alliages d’aluminium sous la bannière « Recycled aluminium for Climat Neutrality …-88,7% Craddle to Gate … -95% Energy Saving » cible la finalité de 100% d’aluminium recyclé.
Dans le même sens, Eccomelt porte une mission revendiquée de contribution pour ses clients à la décarbonation via sa technologie brevetée à faible émission de carbone et se positionne parmi les leaders du marché dans la production d’un A356.2 haute pureté à faible consommation d’énergie.
Cet article a été publié initialement en Octobre 2023 dans la revue Forge Fonderie n° 35, sous le titre « GIFA 2023, un rendez-vous qui reste majeur pour les domaines de la fonderie, de la thermique et des industries de la métallurgie ».
Qu’elle soit frugale, ouverte, incrémentale ou de rupture, numérique ou matérialisée, dans les métiers de la métallurgie, l’innovation semble inépuisable !