Volvo Construction Equipment a évité les coûts d'outillage en imprimant en 3D un prototype fonctionnel d'une pompe à eau pour son transporteur articulé A30G, économisant ainsi 18 semaines et plus de 9 200 $.
Les ingénieurs de Volvo ont récemment conçu un nouveau boîtier de pompe à eau pour les tombereaux articulés A25G et A30G de la société. Les ingénieurs ont utilisé la simulation pour optimiser la conception des passages d'écoulement internes dans le boîtier, mais ils avaient besoin de construire un prototype pour effectuer des tests fonctionnels afin de valider la nouvelle conception. Jusqu'à récemment, l'entreprise aurait investi dans l'outillage. Le coût de l'outillage pour ce projet aurait été d'environ 9 090 dollars, le coût de la pièce étant d'environ 909 dollars. Le délai de réalisation du prototype aurait été de 20 semaines minimum.
Amélioration des grands moteurs
La direction de VCE a chargé l'équipe d'ingénieurs de réduire les coûts de développement et de ramener de 36 à 24 mois le délai d'exécution des grands projets de moteurs. Les ingénieurs ont estimé que l'impression 3D serait une bonne référence pour déterminer si les pièces imprimées pouvaient résister aux tests fonctionnels. Les prototypes de boîtier de pompe à eau doivent être capables de survivre à la chaleur et à la haute pression du compartiment moteur. Pour atteindre cet objectif, l'entreprise a utilisé une imprimante 3D Stratasys® Objet Eden260VS™de son site de Shippensburg, en Pennsylvanie.
Les ingénieurs de VCE ont imprimé en 3D le boîtier en matériau transparent. Ils ont monté neuf inserts filetés dans la pièce et ont scellé le boîtier avec de la résine époxy et du durcisseur pour éviter les fuites. Ils ont fixé le boîtier à une pompe à eau, puis ont monté la pompe sur un A30G. Les ingénieurs ont mesuré le débit et la pression de la pompe à eau existante et de la pompe à eau équipée du nouveau boîtier. Le boîtier nouvellement conçu a réussi les tests. Comme l'impression 3D du prototype a coûté 770 dollars et n'a pris que deux semaines, conception et développement compris, VCE a terminé ses tests bien plus tôt que ne l'auraient permis les méthodes traditionnelles. VCE est en train d'accélérer la production de la nouvelle pièce.
"L'impression 3D permettra de construire des maquettes de composants de moteur afin que les équipes de la plateforme et de la fabrication puissent fournir un retour d'information à un stade beaucoup plus précoce du processus de développement."
- Jeff Hartman / Concepteur de produits, Volvo Construction Equipment
Gains futurs
Ce projet a démontré la faisabilité de l'intégration de l'impression 3D dans le processus de développement des moteurs de VCE. Chaque nouvelle génération de moteurs nécessite généralement 15 à 20 nouvelles pièces métalliques moulées et 12 à 15 tuyaux moulés profilés pour chaque moteur. Les prototypes imprimés en 3D peuvent être produits en environ 1/10e du temps nécessaire pour produire des prototypes en utilisant des méthodes de fabrication traditionnelles, ce qui représente un gain de temps considérable.
"L'impression 3D permettra de construire des maquettes de composants de moteur afin que les équipes de la plateforme et de la fabrication puissent fournir des commentaires à un stade beaucoup plus précoce du processus de développement", a déclaré Jeff Hartman, concepteur de produits pour VCE. "Cela devrait réduire les risques d'erreurs et la nécessité d'apporter des modifications à toutes les étapes du processus de développement."
L'impression 3D de prototypes fonctionnels permet également de réaliser des économies substantielles. L 'outillage pour les prototypes métalliques coûte entre 4 500 et 18 000 dollars, mais les pièces des prototypes imprimés en 3D ne coûtent que 600 à 1 000 dollars. Alors que l'outillage pour les prototypes de tuyaux moulés coûte environ 600 dollars, ses prototypes coûtent entre 60 et 90 dollars. Les prototypes en métal et les prototypes de tuyaux moulés peuvent être remplacés par des prototypes imprimés en 3D qui coûtent entre 100 et 800 dollars. Les itérations multiples de prototypes multiplient les économies de coûts.
"VCE envisage également d'utiliser l'impression 3D pour produire des gabarits et des montages afin d'accroître l'efficacité du processus de fabrication et des pièces fabriquées numériquement pour répondre à la production de pièces en faible volume", conclut M. Hartman.
| Méthode | Temps | Coût |
|---|---|---|
| Outillage et pièces | 20 semaines | $10,000 |
| Impression 3D | 2 semaines | $770 |
| ÉPARGNE | 18 semaines (90%) | $9,230 (92%) |
SOLUTION PRÉSENTÉE :
Imprimante 3D Objet Eden260VS
Réaliser des prototypes précis avec une productivité exceptionnelle
Le système de prototypage rapide et d'impression 3D Objet Eden260VS™, économique et de faible encombrement, est la solution idéale pour comprimer le cycle de conception-fabrication de vos produits.
Basée sur la technologie innovante PolyJet™ de Stratasys, l'Eden260VS offre une solution complète pour la construction précise de n'importe quelle géométrie, facilement, rapidement et proprement. Les modèles produits sur l'Eden260VS sont lisses et durables, avec des détails fins et une finition de surface exceptionnelle.