6/01/23
L’un des principaux avantages de la fabrication additive (FA) est sa souplesse de conception, qui nous permet de repenser les processus existants de manière totalement nouvelle. Prenons l’exemple d’un outil de laminage utilisé dans l’industrie automobile pour coller des matériaux à l’intérieur des voitures, un processus connu sous le nom de drapage. Après que les concepteurs et les ingénieurs de Materialise aient identifié des défauts dans le processus, ils ont relevé le défi de reconcevoir l’outil avec la FA.
Nos experts du Centre de compétence métal connaissent très bien l’application de la technologie FA aux applications de l’industrie automobile. Ils repensent constamment les anciens processus avec la FA. C’est ainsi que l’équipe a identifié un point du processus de production qui est souvent à l’origine d’incohérences, de retards et de rebuts excessifs : le formage par drapage.
Traditionnellement, ce procédé utilise un outil métallique contenant des canaux de chauffage et de refroidissement pour coller un matériau, tel que le cuir, sur une zone de l’habitacle d’une voiture, comme un panneau de porte. Comme l’outil est fabriqué par fraisage de blocs métalliques solides, les canaux ne peuvent être percés qu’en ligne droite, ce qui limite les possibilités de conception. Il en résulte souvent des temps de cycle longs et un chauffage et un étalement irréguliers de la colle, ce qui entraîne une perte de temps et de matériel lorsque le résultat n’est pas conforme aux normes de qualité strictes exigées par l’industrie.
Conception numérique de l’outil de laminage conventionnel
Lorsque l’équipe de conception et d’ingénierie a été confrontée à ces problèmes, elle a immédiatement reconnu les moyens par lesquels la fabrication additive pouvait améliorer l’outil – tout en continuant à utiliser de l’aluminium pour répondre aux restrictions de température et de pression.
« Lorsque nous redessinons une pièce pour la fabrication additive, il ne s’agit pas seulement d’améliorer la conception originale », explique Tim Hermanski, ingénieur de conception chez Materialise. « Il s’agit de réfléchir à des moyens innovants de donner une nouvelle vie à l’outil. Comment pouvons-nous optimiser la conception pour la pousser au-delà de son utilisation prévue ? Grâce à la souplesse de conception de l’impression 3D, c’est exactement ce que nous avons pu faire. Nous ne nous contentons pas d’un « assez bon » ».
Lors de la reconception d’une pièce pour la fabrication additive, il est crucial que l’équipe ait une compréhension approfondie de l’application et de la manière de concevoir pour l’impression 3D. L’équipe de notre Centre de compétences métal est bien placée pour le faire, car le centre combine l’expertise d’experts en logiciels de fabrication additive, en production et en conception. Grâce à ce savoir-faire et au logiciel Materialise pour rationaliser le processus, l’équipe a entièrement repensé la pièce en utilisant la FA.
Grâce aux capacités combinées de notre équipe et de la FA métal, la pièce redessinée offre de nombreux avantages par rapport à la conception originale.
Tout d’abord, la flexibilité de la conception a permis à l’équipe de combiner deux composants en un seul et de réduire la masse de la pièce de 51 %. Alors que la technologie de fraisage ne permettait que des canaux droits, la FA a permis de donner à ces canaux des formes plus organiques qui minimisent la quantité de matériau nécessaire. Une pièce plus légère est plus facile à manipuler pour l’opérateur et coûte moins cher à fabriquer. L’équipe a encore optimisé la pièce en lui donnant une orientation qui ne nécessite pas de structures de support, ce qui réduit le coût des matériaux ainsi que le temps et les efforts nécessaires au post-traitement.
Les canaux optimisés ont également permis d’améliorer les performances. Notre équipe a conçu les canaux plus près de la surface pour assurer un chauffage et un refroidissement homogènes et rapides. Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’homogénéité au cours de cette étape était un inconvénient majeur de la conception initiale, de sorte que cette amélioration du flux joue un rôle important dans la réduction des déchets.
La nouvelle conception de cet outil de laminage illustre plusieurs des nombreuses possibilités offertes par la fabrication additive, notamment en ce qui concerne les outils de production. Des voitures aux guimauves en passant par les équipements agricoles, la valeur de la fabrication additive dans la production est évidente.
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