Le prochain chapitre du traitement thermique |

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Toutes les photos sont publiées avec l’aimable autorisation d’ECM.

La carburation basse pression profite au marché des véhicules électriques, au traitement thermique interne, aux initiatives énergétiques et à l’automatisation

Les défis évoqués dans notre récente « enquête sur l’état de l’industrie des engrenages » suivent un schéma similaire dans l’ensemble du secteur manufacturier. Les problèmes de main-d’œuvre qualifiée, les réglementations énergétiques plus strictes et le désir de moderniser l’équipement sont tout aussi pertinents dans le traitement thermique.

Aujourd’hui, les fabricants d’engrenages souhaitent remplacer les travaux de sous-traitance coûteux par des capacités internes et offrir à leurs clients des avantages supplémentaires en matière de robotique, d’automatisation et d’énergie verte. La cémentation basse pression (LPC) ouvre la voie à ces technologies.

« Parce que la carburation basse pression (LPC) est hautement reproductible et que les recettes fonctionnent et fonctionnent avec très peu d’ajustements ou de réglages, nous voyons une grande partie de cette technologie se développer en interne chez GM, Ford et Stellantis », a déclaré Bill Gornicki, directeur des ventes chez ECM USA, Inc.

« De plus, grâce à tous les nouveaux acteurs du marché mondial des véhicules électriques (EV), nous constatons que de nouvelles productions en Chine, en Europe et en Inde vont également au LPC », a déclaré Dennis Beauchesne, directeur général d’ECM USA, Inc. « La technologie LPC offre un meilleur environnement de travail. Elle ressemble plus à une machine-outil avec un traitement qui fournit des résultats précis et reproductibles, des capacités que tout le monde recherche dans le secteur des véhicules électriques. »

Propre et vert

ECM Technologies a développé Infracarb dans les années 1980. Le procédé Infracarb est réalisé sous basse pression. Le gaz donneur de carbone est l’acétylène C2H2 – utilisé lors des phases d’enrichissement, et de l’azote N2 est utilisé pendant les phases de diffusion. La température du procédé est généralement supérieure à la cémentation traditionnelle, entre 880 et 1050°C grâce à la technologie sous vide. Les procédés à haute température permettent de réduire le temps de cycle de cémentation par rapport à la cémentation sous atmosphère traditionnelle.

Gornicki a déclaré que la technologie s’oppose à tout ce à quoi la plupart des gens pensent lorsqu’ils considèrent l’histoire du traitement thermique.

« Ce sont des machines silencieuses. Il n’y a pas de flamme, de suie ou d’huile. L’UAW approuve absolument cet équipement car c’est un plaisir de travailler avec », a déclaré Gornicki.

Beauchesne a ajouté qu’ECM a introduit une gamme de fournaises écologiques qui remplaceront les fournaises IQ par lots standard. L’organisation a remporté deux prix (un d’Europe et l’autre de Chine) pour réduire l’empreinte carbone.

« LPC, en soi, représente une réduction d’environ 95% des gaz utilisés », a déclaré Beauchesne. « Nous utilisons environ 5 à 10 % des gaz que vous trouveriez dans un four atmosphérique. Notre objectif est de fournir un équipement respectueux de l’environnement qui s’adapte à l’équipement standard afin que les clients puissent mettre à niveau leurs services de traitement thermique de manière plus rentable sur une plus longue période, plutôt que de remplacer tout ce qu’ils ont à la fois. Cela permet également à nos clients d’effectuer d’autres processus pour lesquels les fours sous vide offrent des avantages, tels que la trempe, le brasage, etc.

Ces initiatives vertes profitent à toutes les personnes impliquées dans la chaîne d’approvisionnement, selon Gornicki.

« Les entreprises automobiles sont jugées non seulement sur leur propre empreinte carbone, mais aussi sur l’empreinte carbone de leurs fournisseurs. S’ils utilisent un traitement thermique commercial et des fours atmosphériques, cela compte pour leur empreinte carbone. La capacité progressive de passer d’un four à atmosphère existant à une ligne sous vide au fil du temps ou d’avoir les deux processus sur la même ligne peut être avantageuse », a-t-il déclaré.

Le processus de traitement thermique automatisé

ECM a rapidement évolué vers l’automatisation de processus de traitement thermique supplémentaires. Beauchesne a déclaré que l’entreprise installera son premier système robotique aux États-Unis plus tard cet été, un système qui gérera tout, depuis les pièces, le chargement des appareils, le chargement des fours, les stations de refroidissement, les fours de trempe et le retour des pièces au client.

« Nous en avons fait un certain nombre dans le monde et nous voulons en avoir plus sur ce marché, non seulement intégrer la robotique à l’équipement ECM, mais aussi être des systèmes de chargement/déchargement autonomes en général », a déclaré Beauchesne.

Gornicki a ajouté que les mises à niveau des paniers, des grilles et d’autres équipements favorisent le passage à des systèmes plus automatisés. « Nous utilisons des matériaux composites carbone-carbone (CFC) qui ne changent pas de forme. Lorsque vous avez des paniers en fil métallique et un vieil alliage tordu et plié, la robotique et l’automatisation ne fonctionnent pas aussi bien », a-t-il déclaré.

La société prévoit d’annoncer de futures capacités de robotique et d’automatisation plus tard en 2022.

Résoudre le manque de compétences en traitement thermique

Le manque de personnel compétent/qualifié reste l’un des plus grands obstacles. Il y a moins de monde sur la planète, en général, et un manque d’ingénieurs en dynamique des matériaux ou thermique diplômés des universités. Afin de trouver le bon personnel, l’entreprise doit être proactive.

« Les ingénieurs qui ont développé bon nombre de ces fours dans les années 70 et 80 ont pris leur retraite ou sont partis. Ces compétences et cette expertise ne prolifèrent pas dans les générations à venir », a déclaré Gornicki.

L’entreprise lutte contre la crise des compétences en restant impliquée dans les développements pédagogiques et de formation au niveau associatif (ASM, AGMA), universitaire (Colorado School of Mines) et corporate (stages, rayonnement international depuis la France).

Le USA Synergy Center, situé au siège social d’ECM à Pleasant Prairie, dans le Wisconsin, présente l’équipement ECM et propose des tests de pré-production. Ce laboratoire de test entièrement fonctionnel abrite des capacités permettant d’effectuer de nombreux processus thermiques sur de nombreux marchés. Les clients peuvent travailler avec les experts d’ECM USA sur leurs futurs projets de test pour confirmer et évaluer les processus thermiques à l’aide d’équipements de production réels. Une fois ce processus terminé, les spécifications de l’équipement de production peuvent être assemblées en une proposition d’équipement complète et les budgets peuvent être préparés.

« L’un des avantages distincts des technologies du vide est que vous développez un processus et que vous pouvez littéralement le télécharger ou l’envoyer par e-mail à quelqu’un. Ils peuvent exécuter le exact même processus », a déclaré Gornicki. « Notre Synergy Center nous permet de développer les recettes que nos clients utilisent en fin de compte. Vous obtiendrez les mêmes résultats que vous soyez dans le centre d’essai ou sur le terrain.

Un accent sur la R&D

Beauchesne a déclaré que la R&D au Synergy Center est bénéfique pour le marché nord-américain, mais ECM dans le monde entier fournit une variété d’outils et de ressources supplémentaires dans des domaines tels que les semi-conducteurs, la technologie des batteries, etc.

« Avec l’aide de notre réseau mondial, nous pouvons fournir la technologie la plus récente et la plus performante disponible – les applications eMobility, par exemple – et intégrer ces technologies dans nos lignes de fours sous vide », a-t-il ajouté.

Considérations futures sur le traitement thermique

ECM souhaite aider l’ensemble de la communauté des engrenages à intégrer leurs opérations de traitement thermique en interne.

« De nombreux fabricants d’engrenages ont des volumes inférieurs qui utilisent en fait des sources de traitement thermique extérieures. Ils ne sont pas satisfaits en raison du flux de travail ou des exigences des spécifications. Nous sommes intéressés à aider ces organisations à construire un laboratoire ou à installer/mettre à niveau leurs systèmes de traitement thermique », a déclaré Beauchesne.

Gornicki a ajouté que la société travaille avec des ingénieurs en engrenages pour les aider à comprendre pourquoi ils devraient spécifier la cémentation sous vide LPC par opposition à la cémentation générique. « Nous essayons de travailler avec eux sur leurs besoins en aval, sur la façon dont ils peuvent usiner et broyer moins et les encourageons à intégrer les détails du LPC dans leurs dessins et spécifications », a-t-il déclaré.

ECM a un CMM dans son Synergy Center pour fournir des tests de traitement thermique avant et après concernant le contrôle de la distorsion. Le NVH et le contrôle de la distorsion sont des sujets pertinents alors que le marché des véhicules électriques continue de gagner du terrain.

« Il ne s’agit plus seulement de métallurgie », a déclaré Beauchesne. « Nous réalisons que le bruit est une partie importante de l’équipement, qu’il s’agisse d’un véhicule à propulsion électrique, d’un ICE, d’un moteur à réaction ou d’un hélicoptère. »

Pour plus d’informations:

ECM USA, Inc.

Denis Beauchesne

(336) 210-5316

db@ecm-usa.com

www.ecm-usa.com