Tesla dispose de trois équipes dédiées à la fabrication additive, réparties entre le Nevada, la Californie et le Texas. Dans ces environnements, la vitesse n'est pas un confort : c'est une contrainte opérationnelle. Les pièces doivent être livrées en moins de 24 heures, et l'équipe de trois personnes du site de Giga Nevada produit entre 10 000 et 30 000 pièces par semaine.
Chez Tesla, nous fixons des délais impossibles et nous les respectons d'une manière ou d'une autre. Le délai de production de l'impression 3D est donc un énorme avantage par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles.
Produire de grandes pièces en une journée : le problème de départ
Les imprimantes SLS grand format traditionnelles du site ont de grands volumes d'impression sur le papier, mais en pratique, Tesla n'en exploitait qu'environ la moitié. Pour respecter le délai de 24 heures, Cody Jepsen limitait la hauteur d'impression à 230 mm. Résultat : les grandes pièces devaient être découpées en plusieurs morceaux, imprimées séparément, puis collées et poncées après impression. Un processus chronophage, qui ajoutait des heures de travail manuel à chaque commande.
Avec la Fuse X1, ce compromis n'existe plus. Son volume d'impression de 330 x 330 x 565 mm, soit 7,5 fois celui de la Fuse 1+ 30W, peut être utilisé en totalité en moins de 24 heures. Les grandes pièces s'impriment d'un seul bloc, sans découpe ni assemblage.
Avec la Fuse X1, nous pouvons utiliser toute la hauteur Z en 24 à 26 heures selon la densité d'agencement. Pouvoir utiliser tout le volume d'impression en une seule journée, c'est vraiment l'avantage clé de cette machine dans notre flux de travail.
Gabarits imprimés en une seule pièce : près d'une heure de main-d'oeuvre économisée par gabarit
Sur les anciennes imprimantes, les grands gabarits devaient être divisés en CAO avec des assemblages à queue d'aronde, imprimés en plusieurs morceaux, puis collés (5 à 10 min par assemblage) et poncés (15 à 20 min). Pour un gabarit de retouche, c'était 20 à 25 minutes de travail manuel supplémentaires, par pièce.
Avec la Fuse X1, le gabarit s'imprime en une seule fois. Il n'y a plus de CAO préparatoire, plus d'assemblage, plus de ponçage. Et comme la pièce tient entière dans le volume d'impression, on peut en loger davantage par impression, sans allonger le temps de production.
| Critère | Imprimante SLS grand format traditionnelle | Fuse X1 |
|---|---|---|
| Nombre de gabarits par impression | 2 | 5 |
| Temps de configuration | 45 min | 5 min |
| Temps d'impression + refroidissement | 144 h | 48 h |
| Temps d'assemblage | ~25 min/gabarit (~50 min au total) | 0 min (pièce unique) |
| Durée totale jusqu'à la pièce | 145 h 35 min | 24 h 05 min |
En plus du gain de temps, imprimer en une seule pièce améliore la résistance aux chocs et la précision dimensionnelle, ce qui réduit le taux de remplacement des gabarits.
Support de calage des fenêtres : rendement doublé, assemblage supprimé
Pour les projets d'ingénierie d'emballage, notamment les supports de transport de fenêtres entre usines, les anciennes imprimantes contraignaient l'équipe à découper chaque pièce en deux pour rester sous les 24 heures. Résultat : 4 pièces complètes par impression, avec collage manuel en post-traitement.
Avec la Fuse X1, 8 supports s'impriment en une seule fois, en 24 heures, sans découpe ni assemblage. Le rendement est doublé, et le temps de traitement post-impression est réduit à la portion congrue.
Prise en main rapide, moins de dépendance aux experts
Les imprimantes SLS grand format traditionnelles nécessitent 45 minutes à 1 heure de nettoyage et de configuration manuelle entre deux impressions. Sur le site, Cody Jepsen est le seul technicien capable de les opérer : « Si je ne suis pas là, ces machines ne fonctionnent pas. »
Avec la Fuse X1, le temps de remise en production entre deux impressions est de 5 à 10 minutes. La formation d'un nouveau technicien se fait en une journée, contre 3 à 4 mois sur les systèmes traditionnels. Le logiciel PreForm simplifie la préparation des fichiers, et le contrôle thermique adaptatif (13 zones indépendantes) offre une plus grande liberté d'agencement sans compromis sur la qualité.
10 000 à 20 000 cales non marquantes par mois : l'impression 3D concurrence le moulage par injection
Tesla utilise des cales non marquantes pour manipuler le verre sans l'endommager. Pièce temporaire nécessaire pendant six mois, elle était produite en lots dédiés sur les anciennes imprimantes SLS, ce qui rendait le coût par pièce suffisamment élevé pour envisager de basculer vers le moulage par injection.
Avec la Fuse X1 et son contrôle thermique adaptatif, les petites pièces peuvent être placées autour des grandes dans le même volume d'impression, sans compromettre la précision. Ce gain de densité d'agencement réduit le coût par pièce, au point que le passage au moulage par injection n'est plus forcément pertinent.
Avec le coût réduit des pièces sur la Fuse X1, cela change complètement la donne. Nous ne passerons peut-être pas du tout au moulage par injection.
Un parc Formlabs complet chez Tesla Giga Nevada
Le département utilise les imprimantes Formlabs depuis la Form 2. Aujourd'hui, il s'appuie sur les Form 4, Form 4L et Fuse 1+ 30W, avec 7 matériaux d'ingénierie différents : Rigid 10K Resin pour les pièces résistantes à la chaleur, ESD Resin pour les composants électroniques, résines Tough pour les pièces qui doivent survivre à la chaîne de production.
La Form 4 permet de livrer des prototypes le jour même, y compris dans le service du demandeur avant la fin de son poste. Et en cas de problème sur une machine, Formlabs peut expédier les pièces de rechange le jour même, un point critique quand le département tourne à 10 000 à 30 000 pièces par semaine.
J'obtiens le même nombre de pièces avec une seule Fuse X1 qu'avec deux ou trois systèmes SLS grand format traditionnels. Moins de machines à faire tourner, moins de maintenance, et bien moins de casse-tête.
La Fuse X1 occupe seulement 1,3 m² au sol, ce qui permet d'installer plus de machines dans un même espace, sans agrandir les locaux.