L’impression 3D au service de l’éfficacité industrielle

 
Gabarit, fixation, masquage, protection, l’impression 3D permet de réaliser des pièces sur mesure facilitant la production et la manipulation de machines industrielles.
Les TPU présentent des duretés et des flexibilités très intéressantes pour réaliser des pièces qui amortissent les chocs et protègent les éléments entre eux.
 
Réduction des coûts, sécurité renforcée et amélioration de l’efficacité, nous présenterons ici le cas d’application interne d’une pièce de protection pour le stockage des éléments de la S600D et son impression par la tête-outil Direct Drive FIL21.
 
 

Filament TPU imprimé par la tête outil Direct Drive FIL21

LES TPU, MATIÈRES ANTI-CHOC

Les TPU ou Polyuréthanes thermoplastiques sont des copolymères thermoplastiques qui combinent des propriétés élastomériques et des propriétés thermoplastiques. Cette double identité lui offre des performances remarquables telles que :

– Résistance à l’abrasion
– Amortissement
– Résistance aux déchirures
– Flexibilité

Recyclable, le TPU est une matière adaptée aux impressions 3D de prototypes souples et résistants. Sa flexibilité et sa robustesse sont par exemple de réels atouts pour réaliser des semelles extérieures, des éléments d’articles de sports (masque, palmes, protection), des équipements médicaux (prothèses) ou des composants automobiles (filtres à air, gaines, conduites)

Pièce de protection de stockage machine imprimée en TPU

L’IMPRESSION 3D DE FILAMENTS SOUPLES

Comme le TPU présente une forte souplesse, il peut être parfois complexe à imprimer.
Une impression en système Bowden simple ne permet pas de gérer le filament mou qui risque alors d’être difficilement poussé dans le tube et donc difficile à extruder régulièrement. Pour pallier ces difficultés, Lynxter a conçu une nouvelle tête-outil FIL21 direct drive. Le moteur extrudeur est placé directement au-dessus du bloc de chauffe, sur la tête d’impression, et vient entrainer le filament souple. En supprimant la distance entre le moteur et la buse, les risques de frottements, d’encombrement et d’élongation du filament sont radicalement réduits. Il autorise alors une impression nette et précise du TPU

Imprimer des prototypes grâce au TPU donne la possibilité de tester des modèles à la fois flexibles et résistants, pour des duretés allant de 75shA à 95shA. L’impression 3D permet alors de :

– Réduire les coûts en supprimant la nécessité d’avoir de l’espace de stockage pour des pièces de rechange et en permet d’imprimer à la demande selon le besoin. L’inventaire digital vient alors remplacer l’inventaire physique.

– Réduire les temps de production : on oublie le minimum de pièces pour les commandes et les délais de livraison trop longs. L’impression 3D réalise en quelques heures des éléments en petite série, éliminant les difficultés d’approvisionnement.

– La flexibilité et l’efficacité : il est possible de réaliser rapidement des pièces, d’ajuster rapidement leur design et d’itérer jusqu’à l’obtention d’une pièce finale. Le TPU s’adapte dans beaucoup de situations et est très utile pour créer des outillages sur mesure.

CAS D’APPLICATION : PIÈCE DE PROTECTION

L’impression 3D permet donc d’apporter une solution rapide face à une situation nouvelle.
Lors de la confection de la S600D et du stockage des différentes pièces assemblées, l’équipe de production a souhaité optimiser cet espace en empilant certaines pièces des machines. Or ces pièces pouvaient s’abimer entre elles (élément en aluminium sur des pièces d’aspect) en causant des éraflures diverses ou des rayures. Le Bureau d’étude a donc conçu une pièce de protection qui éviterait ces marques : elle devait être souple et pouvoir amortir le poids des éléments. Le choix s’est donc porté sur le TPU.

Timelapse et utilisation de la pièce de protection de stockage en TPU

La pièce a été produite en petite quantité, la production par impression 3D était donc la solution la mieux adaptée. Elle a permis de réaliser plusieurs itérations et d’optimiser rapidement la pièce finale. Imprimée en 1h et réalisée en TPU 95shA, cette pièce ne nécessite aucun post-traitement et peut être directement mise en place après l’impression : elle protège les pièces d’habillage de la S600D des rayures lors du stockage.

L’équipe a aussi réalisé une pièce destinée à la protection du porte-outil de la S600D. L’objectif étant d’éviter toutes rayures des rotules sur le plateau d’impression 3D lors du montage de la machine. Cette même pièce a été penseé pour occuper deux fonctions, elle peut aussi servir à emboiter les pièces porte-outils entre elles sans de nouveau entrainer des dégradations ou rayures.
 

Pièce de protection du porte-outil de la S600D en TPU

Grâce à la flexibilité de la S600D, Lynxter fabrique également ses propres outillages pour répondre à une problématique de stockage en production. La nouvelle tête-outil FIL21 Direct Drive permet une impression aisée de matériaux très souples comme le TPU, mais aussi de matériaux cassants. C’est grâce au FIL21 Direct Drive que la pièce de protection a été modifiée et réimprimée en quelques heures.

 
Résumé technique du cas d’application : protection du porte-outil de la S600D
 

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