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Philips redesign ses brûleurs pour l’AM

La production et l’entretien de brûleurs à quartz pour la fabrication d’ampoules ne sont pas sans leur lot de problèmes. Philips a donc décidé de repenser ces brûleurs avec l’aide de Sirris et de son expertise en additive manufacturing.


L’entreprise bien connue, d’origine néerlandaise, Philips produit notamment de l’électronique grand public et de l’éclairage. Elle utilise des brûleurs pour chauffer le quartz nécessaire la fabrication de verre pour des ampoules.  Quatre brûleurs sont présents par position de machine, de manière à chauffer dans diverses positions. Lorsque le quartz a été suffisamment chauffé, il est pressé au moyen de blocs de façon à le rendre étanche au gaz.

 

Initialement, les brûleurs étaient réalisés en alliage de cuivre, garant d’un bon refroidissement et pouvant être brasé. Il était alors nécessaire d’obturer les trous résultant du percement du canal de refroidissement, ce qui n’était pas sans problèmes : il n’est en effet pas facile de braser les trous afin de les rendre étanches à l’eau. Après avoir soudé le premier trou, il fallait s’attaquer au deuxième, mais la chaleur nécessaire au brasage provoquait des fuites au niveau du premier trou. En outre, le chauffage du quartz dégage une grande quantité de vapeur de quartz, qui retombe sur des surfaces froides, propres à de tels brûleurs à refroidissement. Les brûleurs devaient donc souvent être nettoyés par sablage, lequel, à son tour, provoquait des fuites.

Redesign avec un matériau alternatif

Philips s’est donc mise en quête d’une solution et a étudié la possibilité d’un redesign de ses brûleurs à quartz, dans la perspective d’une production par additive manufacturing. Les concepteurs de Philips ont donc suivi le masterclass ‘Design for additive manufacturing’ organisé par les experts AM de Sirris. Le redesign n’a porté que sur le brûleur existant et pas sur la totalité de l’installation.

 

Lors du redesign, le canal de refroidissement a été placé d’une manière optimale et Philips a employé de l’inconel comme matériau alternatif. Celui-ci présente l’avantage d’absorber moins de vapeur de quartz. Aux emplacements de joints toriques, un façonnage s’est avéré nécessaire afin de garantir que les brûleurs ne présenteraient pas de fuites à ces endroits. Ces opérations ont été suivies de tests puis de mesures de température.

 

Deux ans plus tard, les nouveaux brûleurs n’ont toujours pas besoin d’être remplacés. Leur nettoyage se fait tout simplement à l’air comprimé. On peut donc parler d’un redesign réussi!