fr.wedoany.com Rapport : ExxonMobil a utilisé la technologie de dépôt de métal par laser (LMD) de Meltio pour fabriquer des composants clés en alliage de titane dans sa raffinerie de Baton Rouge, en Louisiane, réussissant à réduire le coût unitaire de 42 % et à raccourcir considérablement le délai de production, qui est passé de 4 à 6 semaines à 58,8 heures.
L'industrie pétrolière et gazière impose des exigences extrêmement élevées en matière de fiabilité des équipements. Dans la raffinerie d'ExxonMobil à Baton Rouge, la protection des panneaux des systèmes critiques contre la contamination par les fluides est devenue une priorité. Cette étude de cas détaille comment l'usine est passée de la fabrication soustractive traditionnelle à la technologie de dépôt de métal par laser (LMD) de Meltio, en utilisant spécifiquement le système Meltio M600, une technologie industrielle de dépôt d'énergie dirigée (DED).
L'étude de cas montre également que le titane n'était pas le matériau initialement envisagé par ExxonMobil pour ses opérations de fabrication. Cependant, grâce à la technologie Meltio, l'usine a découvert que le titane devenait non seulement une solution viable, mais aussi rentable, sans compromettre la qualité et les performances des pièces.
La solution finale est issue de la reconception d'un dispositif mécanique anti-siphon de protection. Cela a permis à l'équipe d'ingénierie de réaliser des améliorations structurelles et des économies significatives. L'usine a indiqué qu'avant d'adopter la technologie DED par fil, elle n'avait jamais envisagé d'utiliser des pièces en titane en raison de leur coût élevé ; mais après être passée à la technologie Meltio, elle a constaté que leur coût était tout à fait abordable.
Lors de l'identification des goulots d'étranglement, le dispositif anti-siphon existant visait à empêcher l'huile de remonter le long des fils de thermocouple dans l'armoire de contrôle, mais sa conception et son fonctionnement présentaient des limitations significatives. L'équipe d'ingénierie a ensuite décidé de se tourner vers le matériau Titanium 64 pour surmonter les contraintes métallurgiques et thermiques. Comparé au matériau d'origine, le Titanium 64 est plus léger et moins cher, et ce matériau a déjà été paramétré pour la technologie Meltio. Cependant, l'adaptation de ces pièces lourdes à la fabrication additive a également présenté des défis, notamment l'environnement inerte strict requis par le Titanium 64 (nécessitant environ une heure et demie de temps machine pour éliminer l'oxygène), les contraintes thermiques imposant un temps de refroidissement d'au moins 7 minutes par couche pour éviter la surchauffe, ainsi que des problèmes d'oxydation de surface, d'accumulation excessive de matière et de déplacement physique pendant le dépôt.
Dans le cadre d'une adoption stratégique de la fabrication additive, l'équipe d'ingénierie a utilisé le système Meltio M600 pour reconcevoir complètement les composants en vue d'une impression en trois axes. En déposant du SS-316Lsi sur un substrat en SS304, ils ont fabriqué des gabarits personnalisés, permettant la production en série simultanée de quatre pièces, augmentant ainsi le temps de pause entre les couches et éliminant les problèmes d'oxydation de surface. Le corps a été reconçu avec une limite de porte-à-faux de 75 degrés et une méthode d'impression non plane. En utilisant la fonction de palpage du M600, la machine a effectué un contact en Z au point le plus bas du substrat, déposant les caractéristiques directement sur la surface courbe. Le couvercle a également été reconçu pour inclure un pourtour creux destiné à contenir un mastic silicone. Grâce à l'optimisation des paramètres, la puissance du laser et la vitesse d'impression ont été considérablement réduites dans des zones locales spécifiques, atténuant avec succès la croissance excessive de matière. Pour éviter le déplacement de la table pendant les mouvements de course sans extrusion, des dispositifs de serrage mécanique robustes ont été ajoutés des deux côtés du gabarit.
La quantification de l'impact montre que la transition vers le procédé LMD de Meltio a apporté des avantages opérationnels décisifs. Le coût unitaire de l'ensemble du composant a été réduit de 42 %, et le délai de production est passé de 4 à 6 semaines prévues à exactement 58,8 heures.
Cette étude de cas valide la LMD comme une direction future pour la fabrication de composants dans l'industrie pétrolière et gazière. Le remplacement de l'usinage CNC par la technologie LMD pour fabriquer des pièces en Titanium 64 a permis une optimisation géométrique stricte et un retour financier tangible. En résolvant des comportements thermiques spécifiques et en utilisant des gabarits de lot intelligents, la raffinerie d'ExxonMobil à Baton Rouge a modernisé avec succès un dispositif de protection critique. La réduction de 42 % du coût unitaire valide la LMD comme une solution de fabrication hautement compétitive dans l'environnement exigeant de l'industrie pétrolière et gazière. L'usine a indiqué que s'affranchir de l'usinage traditionnel a radicalement transformé les coûts de production, prouvant que la fabrication additive apporte une réelle valeur financière à l'industrie pétrolière et gazière.
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