Basée à Cambridge, dans l'Ontario (Canada), Egar Tool and Die est un leader dans la production de matrices d'emboutissage pour l'automobile, de pièces embouties de production et d'assemblages soudés. L'entreprise fournit des entreprises automobiles nord-américaines de niveau 1 et 2 depuis plus de 40 ans.
Le défi
L'industrie automobile est constituée d'un vaste réseau de fournisseurs et de vendeurs qui produisent des millions de pièces pour les milliers d'ensembles et de sous-ensembles qui équipent chaque véhicule en circulation.
Si certains de ces composants sont coulés, forgés ou usinés, un grand pourcentage d'entre eux sont estampés ou formés à partir de divers types de feuilles de métal à l'aide de grandes presses à estamper, capables de plier, couper, former, frapper et percer la matière première. Pour faire face à l'itération constante de la conception automobile et à la demande d'un nombre considérable de pièces, les fournisseurs doivent être en mesure de réoutiller et de réaménager rapidement les lignes de fabrication afin de minimiser les temps d'arrêt.
Et pour de nombreuses entreprises, c'est là qu'intervient Egar Tool and Die.
Chez Egar Tool and Die, les défis sont doubles. Tout d'abord, l'entreprise doit être en mesure de produire rapidement des matrices pour répondre aux exigences des clients. Mais en tant que producteur de plus de 15 millions de pièces embouties et d'assemblages soudés par an, Egar - comme bon nombre de ses clients - doit être en mesure de réoutiller rapidement pour différents travaux. Pour ce faire, l'entreprise investit dans des technologies de fabrication de pointe, notamment l'impression 3D de métaux.
Découvrez comment la fabrication additive métallique peut être mise en œuvre et correctement déployée dans une entreprise :
https://youtu.be/XzVWfkk9B5M
Un outil puissant
Pour les ingénieurs d'Egar, l'impression 3D s'est avérée être un outil puissant pour relever ces défis, leur permettant de produire rapidement à la fois des outils en bout de bras pour les presses d'emboutissage et des prototypes d'outils personnalisés, tant pour un usage interne que pour les clients.
Aujourd'hui, la grande majorité - jusqu'à 80 % - de la capacité d'impression 3D d'Egar est consacrée à la production d'outils de fin de bras pour ses presses d'emboutissage à haut volume. En utilisant un seul Studio System, le personnel peut concevoir, itérer et intégrer des composants dans la chaîne de production en moins d'une semaine, ce qui réduit au minimum les temps d'arrêt de la production.
Les 20 % restants de la fabrication additive d'Egar sont consacrés au prototypage et au développement de composants de matrices, notamment à l'aide de matériaux tels que l'acier à outils H13 et l'acier chromoly 4140, qui sont souvent utilisés dans les matrices d'emboutissage. Comme pour l'outillage de bout de bras, l'impression 3D permet aux ingénieurs d'imprimer et de tester plusieurs prototypes de matrices d'outillage de bout de bras avec des géométries subtilement différentes, et d'affiner rapidement les conceptions pour aboutir à une pièce finale.
Outre une production plus rapide, l'impression 3D permet aux ingénieurs de créer des pièces beaucoup plus complexes - comme des outils de bout de bras optimisés offrant des performances élevées qui ne pourraient être justifiées par la fabrication traditionnelle - tout en évitant les augmentations de coûts qui accompagnent souvent les conceptions très complexes.
Fabrication additive métallique
Grâce à la fabrication additive métallique, les ingénieurs d'Egar sont en mesure de produire des outils de bout de bras et des matrices prototypes à géométrie complexe - comme des canaux de refroidissement internes - qui ne peuvent être fabriqués par moulage, usinage, fraisage ou autres méthodes traditionnelles.
La technologie additive permet également d'alléger des pièces telles que les bras de transfert d'une presse afin d'optimiser les performances et de réduire les contraintes sur les machines, ainsi que de combiner plusieurs pièces en une seule (consolidation d'assemblage).
La fabrication additive permet également d'utiliser des outils de conception générative, ce qui permet aux ingénieurs d'accéder à de nouveaux espaces de conception et de créer des pièces à la géométrie d'inspiration organique, afin de créer des pièces optimisées pour leur application, mais nettement plus légères et moins chères à fabriquer.
Les ingénieurs d'Egar explorent avec enthousiasme les possibilités d'utilisation des matériaux à venir - en particulier le cuivre - dans le cadre d'une application de soudage par résistance.
Egar prévoit de commencer à imprimer des pièces telles que des supports de capteurs destinés à être utilisés dans un système de soudage à l'arc métallique gazeux à la fin de 2020. En imprimant les supports à partir d'un filament PEEK haute température, ils seront en mesure de résister à l'environnement à l'intérieur du système - qui comprend des scories de soudage chaudes, des étincelles et des pièces qui tombent, ce qui contribuera à réduire les temps d'arrêt résultant de l'endommagement des capteurs.
Pourquoi l'impression sur métal ?
Avant d'investir dans l'impression 3D métal, Egar avait exploré l'utilisation d'imprimantes en plastique pour créer des supports destinés à maintenir des inserts d'outillage en acier en bout de bras, et pour monter des capteurs de matrice d'emboutissage.
Si ces efforts ont démontré que l'impression 3D pouvait répondre aux besoins de l'entreprise, ils se heurtaient encore à des problèmes, notamment en matière de durabilité et de coût, ce qui a conduit les ingénieurs d'Egar à rechercher un système capable d'imprimer des pièces métalliques.
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