L'ensemble du châssis de la voiture de Divergent3D est imprimé en 3D. Il a fait ses débuts publics sur le stand SLM Solutions au Formnext 2018 à Francfort, en Allemagne, du 13 au 16 novembre.
Si vous avez des connaissances pratiques en fabrication additive (FA), vous connaissez probablement les buses d'impression 3D pour la plate-forme de moteurs à réaction Leap de GE. La presse économique couvre cette histoire depuis 2012, car il s'agissait en effet du premier cas bien médiatisé de FA en action dans un environnement de production réel.
Les injecteurs de carburant monobloc remplacent ce qui était auparavant un assemblage de 20 pièces. Il devait également avoir une conception robuste car il était exposé à des températures pouvant atteindre 2 400 degrés Fahrenheit à l'intérieur du moteur à réaction. La pièce a reçu la certification de vol en 2016.
Aujourd'hui, GE Aviation aurait plus de 16 000 engagements pour ses moteurs Leap. En raison de la forte demande, la société a indiqué qu'elle avait imprimé son 30 000e injecteur de carburant imprimé en 3D à l'automne 2018. GE Aviation fabrique ces pièces à Auburn, en Alabama, où elle exploite plus de 40 imprimantes 3D métalliques pour la production de pièces. GE Aviation rapporte que chaque moteur Leap possède 19 injecteurs de carburant imprimés en 3D.
Les responsables de GE en ont peut-être assez de parler d'injecteurs de carburant, mais cela a ouvert la voie au succès de l'entreprise en matière de FA. En fait, toutes les réunions de conception de nouveaux moteurs commencent par une discussion sur la manière d'intégrer la fabrication additive dans les efforts de développement de produits. pièces imprimées qui aident à réduire le poids du moteur de 5 %.
«Ce que nous avons fait ces dernières années, c'est apprendre à fabriquer de très grandes pièces fabriquées de manière additive», a déclaré Eric Gatlin, chef de l'équipe de fabrication additive chez GE Aviation, s'adressant à la foule rassemblée sur le stand de l'entreprise au Formnext 2018 à Francfort, en Allemagne., début novembre.
Gatlin a poursuivi en qualifiant l'adoption de la FA de "changement de paradigme" pour GE Aviation. Cependant, son entreprise n'est pas la seule. ateliers, automobiles et entreprises de transport La technologie est examinée d'une manière nouvelle. Une manière beaucoup plus sérieuse.
Lors d'une conférence de presse Formnext, le vice-président senior d'Ultimaker, Paul Heiden, a partagé des détails sur la façon dont Ford a utilisé les imprimantes 3D de l'entreprise dans son usine de Cologne, en Allemagne, pour créer des outils de production pour la Ford Focus.
Si les ingénieurs de fabrication sont confrontés à un besoin d'outils, ils peuvent charger la conception dans un logiciel de modélisation CAO 3D, la peaufiner, l'envoyer à une imprimante et la faire imprimer en quelques heures.
Ford étant en mesure de démontrer l'utilité des outils et des accessoires imprimés en 3D, Heiden a déclaré que la prochaine étape pour l'entreprise consiste à résoudre le problème d'inventaire des pièces de rechange. Au lieu de stocker des centaines de pièces, des imprimantes 3D seront utilisées pour les imprimer au fur et à mesure de leur commande. À partir de là, Ford devrait voir quel type d'impact la technologie peut avoir sur la production de pièces.
D'autres constructeurs automobiles intègrent déjà des outils d'impression 3D de manière imaginative. Ultimaker fournit des exemples d'outils que Volkswagen utilise dans son usine de Palmela, au Portugal :
Produit sur une imprimante 3D Ultimaker, l'outil est utilisé pour guider le placement des boulons lors du placement des roues dans l'usine d'assemblage de Volkswagen au Portugal.
Lorsqu'il s'agit de redéfinir la fabrication automobile, d'autres voient beaucoup plus grand. Kevin Czinger de Divergent3D est l'un d'entre eux.
Czinger veut repenser la façon dont les voitures sont construites. Il souhaite créer une nouvelle approche utilisant la modélisation informatique avancée et la FA pour créer des châssis plus légers que les cadres traditionnels, contenant moins de pièces, offrant de meilleures performances et moins coûteux à produire. Divergent3D a présenté son châssis imprimé en 3D sur le stand SLM Solutions Group AG à Formnext.
Le châssis imprimé sur la machine SLM 500 se compose de nœuds auto-fixants qui s'emboîtent tous après l'impression. Les responsables de Divergent3D affirment que cette approche de la conception et de l'assemblage du châssis pourrait permettre d'économiser 250 millions de dollars en éliminant les coûts d'outillage et en réduisant les pièces de 75 %.
L'entreprise espère vendre ce type d'unité de fabrication aux constructeurs automobiles à l'avenir. Divergent3D et SLM ont formé un partenariat stratégique étroit pour atteindre cet objectif.
Senior Flexonics n'est pas une entreprise bien connue du public, mais c'est un important fournisseur de composants pour les entreprises des secteurs de l'automobile, du diesel, de la médecine, du pétrole et du gaz et de la production d'électricité. Des représentants de l'entreprise ont rencontré GKN Powder Metallurgy l'année dernière pour discuter des possibilités de l'impression 3D, et les deux ont partagé leurs réussites à Formnext 2018.
Les composants repensés pour tirer parti de la FA sont les soupapes d'admission et d'échappement des refroidisseurs de recirculation des gaz d'échappement pour les applications de camions commerciaux, à la fois sur route et hors route.Advanced Flexonics souhaite voir s'il existe des moyens plus efficaces de créer des prototypes capables de résister aux tests en conditions réelles et éventuellement à la production de masse.Avec des années d'expérience dans la production de pièces pour les applications automobiles et industrielles, GKN a une compréhension approfondie de la porosité fonctionnelle des pièces métalliques.
Ce dernier point est important car de nombreux ingénieurs pensent que les pièces pour certaines applications de véhicules industriels nécessitent une densité de 99 %. Dans bon nombre de ces applications, ce n'est pas le cas, selon le PDG d'EOS, Adrian Keppler, ce que le fournisseur de technologie de machine et partenaire atteste.
Après avoir développé et testé des pièces fabriquées à partir du matériau EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics a constaté que les pièces fabriquées de manière additive atteignaient leurs objectifs de performance et pouvaient être fabriquées plus rapidement que les pièces coulées. Par exemple, le portail peut être imprimé en 3D en 70 % du temps par rapport au processus de coulée. Lors de la conférence de presse, toutes les parties impliquées dans le projet ont reconnu que cela avait un grand potentiel pour la production en série future.
"Vous devez repenser la façon dont les pièces sont fabriquées", a déclaré Kepler. "Vous devez envisager la fabrication différemment.Ce ne sont pas des moulages ou des pièces forgées.
Pour de nombreux acteurs de l'industrie de la FA, le Saint Graal est de voir la technologie être largement adoptée dans les environnements de fabrication à haut volume. Aux yeux de beaucoup, cela représenterait une acceptation totale.
La technologie AM est utilisée pour produire ces soupapes d'admission et de sortie pour les refroidisseurs de recirculation des gaz d'échappement pour les applications de camions commerciaux. Le fabricant de ces pièces prototypes, Senior Flexonics, étudie d'autres utilisations de l'impression 3D au sein de son entreprise.
Dans cet esprit, les développeurs de matériaux, de logiciels et de machines travaillent d'arrache-pied pour fournir des produits qui permettent cela. Les fabricants de matériaux cherchent à créer des poudres et des plastiques qui peuvent répondre aux attentes de performance de manière reproductible. Les développeurs de logiciels essaient d'étendre leurs bases de données de matériaux pour rendre les simulations plus réalistes.
« J'ai été dans cette industrie pendant 20 ans, et pendant ce temps, j'ai entendu, 'Nous sommes sur le point d'obtenir cette technologie dans un environnement de production.'Nous avons donc attendu et attendu », a déclaré le directeur du centre de compétences en fabrication additive d'UL.a déclaré Paul Bates, directeur et président du groupe d'utilisateurs de la fabrication additive. "Mais je pense que nous arrivons enfin au point où tout converge et c'est en train de se produire."
Dan Davis est rédacteur en chef de The FABRICATOR, le magazine de fabrication et de formage des métaux le plus diffusé de l'industrie, et de ses publications sœurs, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal et The Welder. Il travaille sur ces publications depuis avril 2002.
Le rapport additif se concentre sur l'utilisation des technologies de fabrication additive dans la fabrication du monde réel. Aujourd'hui, les fabricants utilisent l'impression 3D pour fabriquer des outils et des accessoires, et certains utilisent même la FA pour des travaux de production à haut volume. Leurs histoires seront présentées ici.