Stratasys dévale les pentes avec des skis imprimés en 3D

3D printed skis

Scott Crump, cofondateur et chief innovation officer de Stratasys, brandissant les skis imprimés en 3D

Les records sportifs d’hiver ne sont pas tous établis à Sochi. En voici un tout frais de Lake Tahoe !
Scott Crump, cofondateur et chief innovation officer de Stratasys, a récemment bravé les pentes pour tester une paire de ce que nous appelons les tout premiers skis imprimés en 3D totalement fonctionnels. Dominic Mannella, l’ingénieur sénior d’applications qui a conçu les skis, déclare : « Scott adore être le premier à tout essayer, particulièrement lorsqu’il s’agit d’impression 3D. Je ne connais encore personne qui ait descendu des pentes avec des skis imprimés en 3D. Ce genre d’aventure est tout-à-fait dans les cordes de Scott. Il est en constante recherche d’émotions fortes avec de nombreux exploits à son crédit. »

Comment s’est arrivé

Un ski moderne comporte quelques exigences de base. Une couche inférieure qui peut absorber du fart et des arêtes métalliques pouvant être aiguisées sont un bon départ. On attache le matériau de base et les arêtes
métalliques à la structure qui donne la forme des skis et quelque chose sur lequel attacher les fixations. La structure est typiquement réalisée en laminant différents matériaux (par exemple : le bois, le métal, le plastiques,
etc.) avec de l’époxy sous pression. L’époxy durcit et vous donne un ski.
J’ai décidé d’utiliser le matériau standard de base P-Tex et les arêtes métalliques avec des pièces imprimées en 3D pour fabriquer de vrais skis fonctionnels imprimés en 3D.
Pour ce qui est de la méthode d’impression 3D, nous avons utilisé la technologie d’impression 3D FDM (Modélisation par Dépôt de Fil en Fusion), parce qu’elle fonctionne avec toute une variété de plastiques thermiques de qualité pour des environnements extérieurs extrêmes. Nous avons ainsi fabriqué les skis à l’aide du matériau ULTEM™ 9085 parce qu’il est doté d’une robustesse mécanique et d’une résistance à la température excellentes, qu’il supporte extrêmement bien les variations d’humidité et que son niveau de rigidité convient parfaitement à ce projet. De plus, sa résistance chimique et mécanique tient le coup pendant le processus de superposition de couches époxy. Nous avons fabriqué une paire de skis en ULTEM brun et une autre en noir.

3d printed skis, fortus production system

Segment de ski imprimé en 3D sur le système de production Fortus 900mc

J’ai conçu le ski sur SolidWorks. En bonus, j’ai pu concevoir et imprimé facilement l’outil de découpage du P-Tex et assemblé les skis.
Chez Skunkworks, il n’y a pas de tentative rate. Cependant, je dois dire que nous avons réalisé de nombreux tests et itérations des éléments de ski pour arriver à la conception désirée. Voici une photo :

3d printed skis iterations

Différentes itérations d’éléments de skis imprimés en 3D

Pour la dernière conception, j’ai divisé chaque ski en deux pièces (le talon et la spatule) qui peuvent être contenues dans le plateau d’impression de notre système de production Fortus 900mc et ajouter des caractéristiques qui faciliteraient l’alignement et l’assemblage des deux morceaux. J’ai conçu le dessous du ski de telle sorte qu’il accepte les fixations en métal et renforcé les bords pour que les contours métalliques s’ajustent bien entre la base P-Tex du ski imprimé en 3D.

Ski with recess edge in CAD

Le ski avec le bord renforcé sur CAO

Afin de maximiser la robustesse et de minimiser le poids, j’ai inséré une structure triangulaire semi-creuse.

Strong, lightweight semi-hollow interior fill in CAD

Intérieur semi-creux, robuste mais léger sur CAO

Voici un exemple de l’outil sur mesure que j’ai pu concevoir facilement sur SolidWorks en même temps que le ski : j’ai utilisé cet outil imprimé en 3D pour couper la feuille de P-Tex à la taille exacte.

3D printed template for cutting P-Tex sheet stock

Outil de découpe imprimé en 3D de la feuille de P-Tex

Nous avons collé les arêtes métalliques sur les bords du P-Tex. (Les non amateurs de skis doivent savoir que le P-Tex est un polyuréthane fin et flexible, qui accepte le fart). Les fixations métalliques sont sur une bande fine et flexible. Ces éléments rendent les skis utilisables mais ne forment pas de structure substantielle. La partie principale du ski, celle qui est vraiment robuste, est imprimée en 3D.

Applying the metal edge and P-Tex to the ski

Application de la fixation métallique et du P-Tex sur le ski

Nous avons placé la base sur le support imprimé en 3D avec la courbe adéquate de la cambrure du ski et la forme de la spatule et du talon – un autre exemple d’outil sur mesure.

Custom assembly fixture

Support d’assemblage sur mesure

Nous avons masqué les surfaces non reliées avec du ruban adhésif et appliquer de l’époxy sur les surfaces à assembler. Puis, nous avons mis en place les fixations, posé les pièces sur le support, pressé tout cela ensemble puis nous avons tout laissé là pendant la nuit.

Ski fixture clamped for overnight bonding process

Support de ski pressé pour un processus de collage d’une nuit

Nous avons retiré le ski de la presse, l’avons lavé, en avons affiné les angles puis l’avons imprégné de fart chaud. Ensuite, nous avons rajouté les fixations et les logos imprimés en 3D

Completed ski with bindings and branding

Ski complété des fixations et de la marque

Ça a été agréable d’entendre les réactions positives sur les pistes. Me voici (à gauche) à Lake Tahoe avec Scott et les directeurs commerciaux Darin Everett (à droite au centre) et Eric Bert (à droite). Eric fut le seconde personne à tester et il a déclaré : Ils fonctionnent aussi bien, si ce n’est mieux, que ma dernière paire de skis achetées en magasin ».

Left to right: Dominic Mannella, Stratasys Senior Applications Engineer; Scott Crump, Stratasys Chairman and Chief Innovation Officer; Darin Everett, Territory Manager. S. Central US, Stratasys; Eric Bert, Vice President of Commercial Sales – North America, Stratasys

De gauche à droite: Dominic Mannella, Ingénieur sénior d’applications chez Stratasys, Scott Crump, Chairman et Chief Innovation Officer chez Stratasys, Darin Everett, Responsable Régional USA, Eric Bert, Vice President des Ventes Amérique du Nord

Certains spécialistes ont même suggéré que ceci pourrait voir le changement des règles du jeu en matière de skis sur mesure, ce qui permettrait aux skieurs d’acheter des skis dotés de leurs spécifications exactes.
Regardez Scott en démonstration des skis imprimés en 3D sur les pistes de Lake Tahoe.

Cet article est également disponible en: Chinois simplifié, Anglais, Japonais, Portugais - du Brésil

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