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Les noyaux solubles imprimés en 3D par Stratasys ont permis de réduire de 70 % les coûts d’usinage d’un prototype de pale d’hélicoptère

Depuis plus de 30 ans, Automated Dynamics travaille avec ses clients à la création de structures composites innovantes au moyen d’équipements d’automatisation à haut rendement, pour satisfaire les commandes les plus exigeantes des secteurs aéronautique, automobile, militaire et pétrolier. Grâce à l’impression 3D de Stratasys basée sur la technologie FDM (modélisation par dépôt de fil en fusion), l’équipe a utilisé un noyau soluble imprimé en 3D pour fournir un prototype de pale d’hélicoptère composite et robuste, tout en réalisant des économies de 60 à 70 % pour l’usinage.

Synthèse :

  • Les noyaux sacrificiels traditionnels en céramique ou en métal impliquaient des coûts d’usinage extrêmement élevés
  • Un noyau soluble imprimé en 3D permet d’obtenir un prototype de pale d’hélicoptère composite et robuste, et de réduire les coûts d’usinage de 60 à 70 %.
  • La fabrication additive offre des niveaux de complexité inédits impossibles à atteindre auparavant

Selon le vice-président des ventes et du marketing d’Automated Dynamics, Ralph Marcario, l’équipe d’ingénierie s’est rendu compte que l’usinage des noyaux sacrificiels traditionnels en céramique ou en métal s’avérait très coûteux. De plus, ils ne permettaient pas d’atteindre le niveau de complexité rendu possible par la fabrication additive.  Alors, lorsqu’un client important du secteur aéronautique a commandé en urgence une pale d’hélicoptère à 4 pieds, les ingénieurs d’Automated Dynamics ont eu recours aux noyaux solubles FDM.

soluble cores automated dynamics
Automated Dynamics a utilisé des noyaux solubles (de couleur marron, au second plan) pour réaliser une pale d’hélicoptère à 4 pieds, tout en réduisant ses coûts d’usinage de 60 à 70 %

Voici comment ils fonctionnent

Le processus de réalisation de noyaux sacrificiels est fastidieux et compliqué, il demande généralement des outils à deux sections et des processus de collage, ce qui aboutit finalement à des pièces peu solides, des géométries limitées, et des délais d’exécution allongés. À l’inverse, les noyaux solubles FDM de Stratasys permettent aux fabricants de réaliser des pièces complexes plus rapidement, avec des coûts généraux moindres et l’élimination des supports facilitée. En inversant les matériaux dans le cadre du processus d’impression 3D ordinaire, le modèle de support est imprimé en 3D avec le matériau thermoplastique, alors que le noyau est réalisé avec le support soluble détachable. Une fois le support en thermoplastique éliminé, le matériau composite employé est enroulé et séché autour de la pièce soluble, puis placé dans l’eau pour dissoudre le noyau.

La pale d’hélicoptère a été imprimée en 3D par le distributeur de Stratasys, CADimensions, sur son système de production 3D Fortus 400mc. Le support soluble choisi est le SR-100 pour sa capacité à supporter des températures très élevées (jusqu’à 120° C) pendant le processus de séchage. La pièce composite a été dissoute en 24 h par Stratasys Direct Manufacturing, une division de Stratasys et une agence de services de fabrication additive de premier plan. Dans l’ensemble, les noyaux solubles FDM ont fait passer les délais d’usinage qui s’étendaient de 5 à 6 semaines, avec l’usinage métallique, à une semaine.

« Le fait de travailler avec l’usinage métallique implique un important travail d’ingénierie, mais avec la FDM, le temps de manipulation est réduit », déclare John Michasiow, ingénieur en conception mécanique et responsable de programme d’Automated Dynamics. « Parfois, l’usinage métallique peut n’être d’aucune utilité. Selon nos estimations, nos coûts d’usinage ont été réduits de 60 à 70 % ».

L’impression 3D a radicalement changé la façon de penser et de fonctionner de nombreux secteurs. Pour Automated Dynamics, les solutions de fabrication additive comme les noyaux solubles FDM ont accru sa capacité à relever des défis complexes et à fournir des résultats plus rapidement.

Automated Dynamics a utilisé des noyaux solubles (de couleur marron, au second plan) pour réaliser une pale d’hélicoptère à 4 pieds, tout en réduisant ses coûts d’usinage de 60 à 70 %

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Carrie Wyman

Carrie Wyman

Carrie is a technology and 3D printing enthusiast, with a passion for beautiful design.

1 comment

  • Il est très intéressant de voir les rapides évolutions connues par la fabrication additive dans un grand nombre de secteurs. Cet exemple est très pertinent sur le rôle que peut jouer l’impression 3D et les atouts qu’elle possède, notamment en terme de coût par rapport à l’usinage ! Il reste peut être encore l’inconvénient de la production à grande échelle pour que cette méthode de production deviennent incontournable !

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