Prototypage de pièce fonctionnelles avec la Form 2

Notre story de la semaine nous amène à rencontrer Alexis Ravier, responsable de projet au bureau d’études Wichard. La société Wichard est spécialisée dans la fabrication de pièce d’accastillage depuis plus de cent ans. Pour fabriquer ses produits, elle utilise de nombreux moyens de production comme des marteaux pilons, une ligne de forge automatique, des centres d’usinages (5 axes, UGV — Usinage à grande vitesse) ou encore des machines d’électro érosion. Utilisateur de l’imprimante 3D Form 2 de chez Formlabs pour différents besoins de prototypages, Monsieur Ravier va vous détailler le processus d’utilisation de la machine dans ce domaine d’activités..

Monsieur Ravier pouvez-vous nous présenter votre utilisation de la Form 2 au sein de votre activité ?

« Habituellement notre société utilise la Form 2 pour des besoins de prototypage, pour préparer le design des pièces, l’aspect ergonomique, les mécanismes et pour présenter les futures pièces aux clients ainsi qu’à l’équipe marketing. L’imprimante 3D permet à nos clients d’avoir un aperçu rapide et réel de ce que sera leur pièce finale, elle nous permet à nous, fournisseur, de proposer différentes versions de la pièce pour satisfaire au mieux les attentes de nos clients. Mais récemment nous avons eu recours à la Form 2 dans un tout autre cadre… ».

Pouvez-vous nous en dire plus ?

« L’une de nos machines, une forge automatique développant 20 000 joules et pouvant frapper jusqu’à 2000 coups par heure, a connu une panne, qui a amené à l’arrêt complet de notre production sur cet élément. Après analyse du problème nous avons constaté qu’un tuyau hydraulique s’était dessoudé à cause de la pression engagée (200 bars). Pour réparer cette machine et reprendre la production au plus vite il était donc nécessaire de fabriquer une pièce de support pour maintenir le tuyau coudé en place afin de s’assurer qu’une telle panne ne survienne plus. ».

Comment avez-vous procédé pour effectuer cette réparation ?

« Nous n’avions pas de plan associé à cette machine et aucune modélisation 3D nous permettant de connaitre la courbure du tube, il était donc indispensable de passer au préalable par une phase d’essai de gabarit de forme par impression 3D avant d’usiner une pièce massive en acier.

Trappe d’accès au tuyau hydraulique

Comme vous pouvez le constater (voir photo ci-dessus) l’endroit où est situé le tuyau sur la machine est très difficile d’accès, il nous a donc fallu dans un premier temps utiliser un bras de mesure 3D à l’intérieur de la machine pour obtenir une modélisation de l’objet. »

« Ce bras de métrologie nous a donc permis d’obtenir un nuage de points correspondant au tuyau et a établi un modèle 3D du gabarit. Après obtention de cette modélisation nous avons pu travailler avec l’imprimante Form 2 à la réalisation de la pièce. »

Bras de métrologie / Nuage de points obtenu

« Via le logiciel Preform fourni avec la machine nous avons pu imprimer en quelques heures le gabarit de la pièce.»

« Pour un résultat optimal et une durée d’impression raisonnable nous avons utilisé une épaisseur de couche de 100 microns. Une fois l’impression réalisée nous avons pu directement vérifier la forme sur le tuyau sur place. Afin de positionner le coude dans l’espace, un repère a été ajouté sur le gabarit (zone carrée du gabarit). Lors d’une seconde mesure, nous avons pu confirmer la position du coude dans l’espace par rapport à la machine. La réalisation de la pièce support nécessitait environ 3 semaines de préparation (approvisionnement matière, conception, préparation, usinage). Il était donc indispensable d’avoir un résultat « bon du 1^er coup ».

Notre imprimante Form 2 nous a donc permis de valider le modèle en un temps record ! Sans notre imprimante le procédé aurait sans nul doute duré plusieurs jours avant obtention d’un moule adéquat. »

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« Suite à la validation du modèle, nous avons procédé à la création du 3D, la mise en plan de la pièce finale puis à sa fabrication sur l’un de nos centres d’usinages. Elle a ensuite été mise en place sur la forge automatique présente dans nos locaux. Grace à ce processus accéléré, la reprise de la production a pu s’effectuer très rapidement à notre grand soulagement. »

Forge automatique

Quel bilan tirez-vous de l’utilisation de votre imprimante dans votre activité ?

« La Form 2 présente des avantages indéniables en termes de rapidité d’exécution, et un gain de temps amène forcément à des économies pour la société. De plus une machine telle que la Form 2 permet la réalisation de pièces concrètes qui vont permettre aux clients de plus facilement se projeter dans l’aspect final de leurs produits. Le principal atout de la Form 2 est sa finesse d’impression indéniable qui peut aller jusqu’à 25 microns pour les pièces demandant le plus de précision. De plus, Formlabs propose la résine Haute Résistance qui autorise la création de pièces parfaitement fonctionnelles. La technologie SLA peut parfois se montrer difficile à appréhender pour un débutant mais très rapidement, après quelques réglages, nous obtenons des impressions parfaitement réalisées. »