Robino & Galandrino est née à Canelli, dans la région d’Asti, le berceau du vin mousseux italien traditionnel. L’entreprise s’est développée parallèlement aux plus grandes productions nationales de vin de la région et s’est établie avec succès comme fabricant de machines d’embouteillage, tant en Italie qu’à l’étranger, sur plusieurs marchés dans le monde.
Pour Robino & Galandrino, il a été fondamental d’être constamment confronté à ceux qui cherchent à apporter la meilleure réponse à chaque problème du client, en suggérant toujours de nouvelles solutions technologiques et en répondant avec ponctualité, efficacité et flexibilité aux besoins évolutifs du marché.
La nécessité
Comment fabriquer des composants aux formes très complexes ?
Pour automatiser les processus de production du vin, Robino & Galandrino construit des machines pour la distribution, le capsulage et la ligature automatiques des cages à bouteilles utilisées dans les secteurs des vins mousseux et du champagne.
Étant donné que les bouteilles et les bouchons doivent être soigneusement assortis, les machines automatiques qu’elles fabriquent doivent être en mesure de coordonner les mouvements des différents composants le long de la ligne. Cela nécessite des mouvements articulés qui obligent les ingénieurs de Robino & Galandrino à rechercher des conceptions de composants aux formes complexes.
Avec les machines-outils et les centres d’usinage traditionnels, il n’est pas possible de réaliser facilement ces géométries, de sorte que certaines opérations d’usinage impliquent plusieurs étapes pour produire une pièce finie.
Généralement, les pièces sont composées de plusieurs éléments et présentent donc également des problèmes d’assemblage, ce qui allonge les temps de production et augmente considérablement les coûts.
Les besoins de Robino & Galandrino étaient principalement trois :
1
Réduire les temps
Trouver un système permettant de réduire considérablement le temps de conception et de production des prototypes et des différents éléments finis utilisés directement sur les machines.
2
Réduire le nombre des composants
Réduire au maximum le nombre de composants stockés dans les magasins afin de raccourcir le délai de livraison d'une pièce et d'éviter qu'elle ne devienne obsolète. Il s'agit d'un besoin fondamental, partagé par de nombreuses entreprises de fabrication ou de machines automatisées.
3
Réduire le poids
Éliminer les contraintes de conception mécanique afin d'obtenir des pièces de poids réduit. Les machines de Robino & Galandrino sont soumises à des cycles de travail prolongés et cette dynamique oblige les concepteurs à fabriquer des pièces de forme spéciale pour en réduire le poids.
La solution
L'impression 3D pour simplifier et alléger
Il y a quelques années, Robino & Galandrino a commencé à envisager la possibilité d’incorporer des technologies alternatives aux processus d’usinage traditionnels utilisés jusqu’alors dans la conception et le flux de production de ses machines, y compris la fabrication additive. À ce stade, elle s’est adressée à 3DZ, revendeur de diverses technologies d’impression 3D.
Afin de répondre à la fois à la nécessité de produire facilement des composants fonctionnels aux formes complexes et d’obtenir des composants aux performances mécaniques élevées, 3DZ a recommandé à Robino & Galandrino deux imprimantes 3D complémentaires. Robino & Galandrino dispose aujourd’hui d’une imprimante SLS à poudre plastique Fuse 1+ 30W de Formlabs et d’une imprimante à filamentMark Two de Markforged.
Dans un premier temps, elle a réalisé des prototypes de pièces dans des matériaux robustes pour effectuer des tests fonctionnels, puis elle a rapidement commencé à utiliser les mêmes imprimantes pour produire des pièces finales. Ces pièces imprimées en 3D ont été insérées directement dans les machines.
Devant l’utilisation continue de pièces imprimées en 3D, une division a été créée au sein de l’entreprise pour se consacrer à la conception et à la production de pièces à l’aide des technologies de fabrication additive.
L’introduction de l’impression 3D dans les différentes étapes de l’entreprise a permis de répondre à tous les besoins précédemment identifiés.
“Nous avons commencé à redessiner les éléments sans craindre que les formes soient trop complexes et irréalisables ou qu'elles coûtent trop cher. Il a été possible de produire en une seule pièce des composants qui étaient auparavant constitués de plusieurs éléments. Comme il n'était plus nécessaire de stocker, nous avons pu obtenir des composants beaucoup plus rapidement, même avec les variantes demandées par les clients.”
Les avantages de l'impression 3D : quelques exemples d'éléments réalisés
Mario Bianco, directeur technique du nouveau département d’impression 3D, présente en détail certaines des pièces assemblées sur diverses machines produites par Robino & Galandrino, en illustrant les avantages des nouvelles méthodes de production pour chaque pièce.
Réduction du nombre de composants et optimisation de l'encombrement
Retracteur Sleeve
Composant dédié à l’élargissement et à la disposition d’un film thermoplastique sur les bouteilles le long de leur parcours à l’intérieur de la machine.
AVANT : Cette pièce était composée de 2 éléments distincts : la partie inférieure obtenue à partir d’une barre d’armature et la partie supérieure obtenue à partir d’une plaque. Ces deux éléments devaient ensuite être assemblés par usinage et ajustés au montage car les machines-outils ne pouvaient pas traiter les géométries complexes pour former correctement le film thermoplastique.
MAINTENANT : L’avantage d’utiliser des imprimantes 3D pour cette pièce est qu’il est possible de créer des géométries complexes dans un seul élément qui fait le même travail que les deux pièces assemblées, en optimisant les dimensions globales.
Dans le cas d’objets trop grands pour le volume de travail de l’imprimante, des systèmes d’emboîtement peuvent être envisagés.
Pour Bianco : “Outre l’obtention d’une pièce avec de meilleures caractéristiques, il y a également eu une réduction significative des coûts grâce à l’absence de la phase d’assemblage et d’ajustement qui n’est plus nécessaire. C’est un élément qui est remplacé dans nos machines pour chaque format, pour les différents types de bouteilles ou pour les exigences des clients”.
Réduction des étapes de fabrication
Cloche de distribution de capsules avec ressorts intégrés
PREMIÈREMENT : Robino & Galabrino a commencé par un moule en ABS pour fabriquer un élément semi-fini qui a ensuite été alésé en tournant les profils internes pour s’adapter au diamètre réel des capsules à placer sur la bouteille de vin. Un petit ressort a également été inséré à l’intérieur de la cloche afin de créer la friction nécessaire pour soutenir la capsule à l’intérieur.
MAINTENANT : grâce à la technologie SLS 3D, la pièce a été redessinée de manière à pouvoir être imprimée déjà percée et le ressort a été fabriqué directement au stade de l’impression en concevant de petits éléments à l’intérieur du renfoncement de la pièce qui restent flexibles, ce qui permet aux capsules d’être serrées à l’intérieur. De petites rainures ont également été réalisées, permettant d’utiliser les flux d’air pour optimiser l’insertion des éléments à l’intérieur.
Mario Bianco résume ainsi les avantages : “Nous sommes passés d’un processus qui impliquait un pré-moulage, un deuxième usinage avec des machines-outils et un assemblage ultérieur d’éléments métalliques au processus actuel qui consiste à produire un seul composant qui sort directement de l’imprimante, est brossé, poncé et prêt à être inséré dans la machine. Cela a permis de réduire les coûts et d’obtenir un objet avec de meilleures caractéristiques“.
Éléments personnalisés à un coût réduit
Valve de coupure du débit d'air à commande mécanique
Il s’agit d’un élément très complexe. Il fallait des valves permettant de diviser les flux d’air et capables d’effectuer les mouvements prévus à des vitesses mécaniques très élevées.
En utilisant une combinaison d’éléments imprimés en 3D avec des filaments renforcés et des poudres plastiques, les ingénieurs de Robino & Galandrino ont créé une nouvelle conception réussie à partir de zéro.
Mario Bianco explique : “Nous avons commencé par fabriquer le corps et l’intérieur du papillon en PA12 avec le Fuse 1+ 30W, en combinant deux petits arbres en acier, tandis que le levier de commande est fabriqué avec le Mark Two de Markforged en fibre de carbone pour résister aux chocs qu’il reçoit à travers ce palier lorsque la vanne effectue jusqu’à 20 000 cycles par heure. En combinant ces deux technologies, nous avons pu obtenir une valve personnalisée qui répond à nos exigences, ce qui aurait été très coûteux si elle avait été fabriquée à l’aide d’un moule. Même le simple développement d’une telle valve aurait été très difficile”.
Repartiteur d'air
AVANT : Il était fabriqué à partir d’un tube d’acier calandré, perforé et relié à de l’air comprimé pour soutenir les capsules au cours d’une étape de traitement. C’était un élément très simple.
MAINTENANT : Grâce à la technologie SLS, cet élément a été complètement révolutionné. Lors de la phase de conception, une ramification a été prévue pour mieux soutenir les capsules, car elle est capable de diriger le flux d’air en fonction des besoins.
Pour Mario Bianco : “Nous avons complètement changé notre méthode de travail et nous n’avons plus de problèmes d’assemblage et de montage. Auparavant, l’adaptation d’un tube d’acier soudé était une tâche difficile”.
Le support de 3DZ
Le support de 3DZ a permis aux responsables de Robino & Galandrino de choisir les types d’imprimantes 3D les mieux adaptés à la production des pièces qui composent leurs machines.
Après avoir compris en détail les caractéristiques nécessaires à la réalisation de pièces répondant aux normes et aux objectifs que l’entreprise s’était fixés, 3DZ leur a proposé plusieurs options pour leur permettre de faire un choix éclairé.
Selon Flavio Clarillo :
“Les experts de 3DZ nous ont orientés vers les technologies dont nous avions besoin et nous ont accompagnés pas à pas dans l’introduction de l’impression 3D au sein de l’entreprise. Aujourd’hui, nous disposons de deux imprimantes, une imprimante à fil de Markforged et une imprimante à poudre de Formlabs, et nous avons créé une division de l’entreprise dédiée à la conception et à l’impression 3D.
Après avoir choisi les technologies idéales, la relation de 3DZ avec Robino & Galandrino ne s’est pas arrêtée, mais s’est poursuivie avec l’assistance technique certifiée de l’équipe de 3DZ, nécessaire pour garantir que les imprimantes sont toujours prêtes et capables de fonctionner à pleine capacité.
“3DZ nous soutient aussi dans le cadre du service après-vente, qu'il s'agisse de conseils sur l'utilisation et le choix des matériaux ou sur le fonctionnement optimal des machines, ou encore de maintenance, d'entretien et de dépannage.
Nous sommes très satisfaits de la qualité du service après-vente et des délais. Nous envisageons maintenant avec 3DZ d'explorer d'autres solutions, comme la possibilité de produire des élastomères spécifiquement pour nos machines. ”
Réduction des étapes de fabrication
Éléments personnalisés à un coût réduit
