Quand ne pas utiliser l'impression 3D pour les pièces d'utilisation finale - Partie 2

Article par TriMech Solutions, LLC mis à jour le 30 décembre 2021

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Lafabrication additive (AM), ou impression 3D, est l'un des procédés de fabrication les plus récents et les plus polyvalents de la planète. Il est possible d'imprimer en 3D des milliers de modèles, de pièces ou, en gros, tout ce que vous voulez, avec un nombre toujours croissant de matériaux différents.

Cependant, comme nous le démontrons dans cette série, il existe certains scénarios dans lesquels cet outil apparemment universel n'est pas forcément le meilleur outil pour le travail. Du moins, pas de la manière dont vous le pensez. Même lorsque l'impression 3D n'est pas le candidat idéal pour créer la pièce finale, il existe des moyens par lesquels la technologie de fabrication additive peut compenser la conception, les tests et la production de pièces finales.

Dans cette deuxième vidéo d'une série en trois parties, nous allons continuer à démontrer le processus de fabrication de l'aile arrière thermoformée de notre buggy de course 4x4 radiocommandé TriMech à l'échelle 1:10. Soyons honnêtes, qui n'aime pas les voitures radio-commandées de haute performance utilisant des technologies de batteries avancées, des rapports poids/puissance de plusieurs milliards, et l'utilisation de matériaux et de procédés de fabrication avancés ?

Conception et prototypage itératifs

Le processus de conception commence comme tout autre : il s'agit de prendre un dessin sur une serviette de table et de le transformer en un modèle CAO. Pour ce projet, nous utilisons SOLIDWORKS pour faire passer la conception de notre aile d'un croquis sur papier à un modèle surfacé. L'avantage supplémentaire de la création de l'aile dans SOLIDWORKS est que nous pouvons facilement utiliser la même suite logicielle pour effectuer une simulation d'écoulement de la dynamique des fluides numérique (CFD).

L'étape suivante consiste à transférer le modèle CAO vers une imprimante 3D. Nous n'allons pas imprimer la pièce finale, mais plutôt des prototypes physiques. Cela nous permet de vérifier la forme et l'ajustement de la pièce. Dans cet exemple, j'ai découvert que la conception originale n'offrait pas suffisamment d'espace entre l'aile et les pneus arrière dans les virages serrés. Ce point est crucial et il est préférable de le savoir maintenant avant de créer l'outillage. Dans ce flux de travail, il est facile d'apporter les modifications nécessaires puisque nous utilisons SOLIDWORKS et que nous pouvons tirer parti de la capacité native de revenir en arrière et de retravailler les caractéristiques existantes.

Analyse CFD de l'aile

Analyse CFD de l'aile

Outillage de production par impression 3D

Une fois qu'il a été confirmé que la conception répondra à nos besoins grâce à l'essai du prototype imprimé en 3D, nous pouvons aller de l'avant et continuer à imprimer en 3D d'autres ailes comme pièces d'utilisation finale, n'est-ce pas ? Vous pourriez, mais vous ne devriez pas.

Comme nous l'avons évoqué dans notre dernière vidéo, vous devez prendre en compte le temps et le coût des matériaux que permet le procédé de fabrication que vous choisissez. Pour cette pièce d'utilisation finale, le thermoformage est une bonne solution car il est rapide et peu coûteux. Nous n'obtiendrons pas une meilleure rentabilité de la technologie d'impression 3D dans ce cas, alors changeons notre façon de penser et passons de l'impression 3D de la pièce à l'impression 3D de l'outil.

Impression 3D du modèle d'aile dans GrabCAD Print

Impression 3D du modèle d'aile dans GrabCAD Print

En revenant à notre fichier CAO dans SOLIDWORKS, nous pouvons utiliser la même conception pour fabriquer l'outillage nécessaire au lit de thermoformage. Avec cette conception, au lieu de fabriquer un outil pour une seule pièce, nous pouvons doubler notre production grâce à quelques techniques rapides de mise en miroir.

L'impression 3D de cet outil dans un matériau qui résistera aux exigences de température d'un thermoformage répété est aussi simple que de changer une cartouche dans la plupart des machines d'impression et ajoute souvent un temps d'impression négligeable. L'essentiel est que cette technique peut être réalisée en interne sans avoir recours à la sous-traitance, ce qui élimine les frais d'expédition, les délais et les coûts supplémentaires. Pour cette application, c'est là que vous obtenez une meilleure rentabilité de la technologie d'impression 3D.

Thermoformage avec le modèle imprimé en 3D

Thermoformage avec le modèle imprimé en 3D

Dans la suite de cette série, nous allons tout finaliser en imprimant en 3D notre conception d'outillage et en thermoformant quelques ailes avant de les emmener sur la piste pour voir comment elles se comportent.

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TriMech Solutions, LLC

TriMech fournit à des milliers d'équipes d'ingénieurs des solutions de conception 3D et de prototypage rapide qui travaillent main dans la main, de l'esquisse à la fabrication. Javelin est devenue une filiale de TriMech Solutions LLC en 2021.