Livrer 10 000 pièces imprimées en 3D par semaine impose des contraintes strictes : chaque mètre carré de l'atelier doit être rentable, les machines doivent tourner sans interruption, et le coût par pièce doit rester maîtrisé. Chez Autotiv Manufacturing, plus de 200 imprimantes fonctionnent en continu pour produire des pièces destinées aux drones, à la robotique, aux produits grand public et au prototypage médical, souvent livrées en une seule journée ouvrée à des clients aux États-Unis et à l'international.
Depuis l'arrivée du Fuse X1, l'imprimante SLS industrielle de Formlabs, Autotiv a considérablement augmenté son débit de production. Son fondateur et dirigeant, Evan LaBelle, va jusqu'à qualifier la machine de « game-changer » pour Autotiv Manufacturing : la vitesse de la plateforme lui permet de livrer des milliers de pièces en quelques jours seulement. Il souligne aussi qu'en l'absence de matériau de support propre à la technologie SLS, ses clients bénéficient d'une grande liberté géométrique, avec des parois pouvant descendre jusqu'à environ 0,5 mm d'épaisseur, des pièces allant jusqu'à 600 mm de long, et un volume d'impression complet exploitable en 24 heures.
Un débit multiplié par trois
Avant le Fuse X1, Autotiv produisait ses pièces volumineuses et ses gros volumes sur une imprimante Farsoon SS403P, dont un cycle complet demandait environ 70 heures. Avec le Fuse X1, ce même volume se boucle en environ 24 heures, ce qui permet de faire tourner deux à trois productions sur le temps qu'aurait pris un seul cycle sur la Farsoon.
Ce gain ne tient pas qu'à la vitesse brute : il dépend aussi fortement de la densité de remplissage du plateau. Un grand volume d'impression avec une faible densité produira moins de pièces par cycle qu'un volume plus restreint mais bien rempli. Le Fuse X1 s'appuie sur la puissance de traitement thermique héritée des Fuse 1 et Fuse 1+ 30W, avec un débit de données thermiques 700 fois supérieur par seconde. Contrairement au Multi Jet Fusion, dont la densité de remplissage reste limitée, le Fuse X1 ne pose aucune contrainte de placement ou de densité dans la chambre de fabrication : grâce à son contrôle thermique dynamique, l'ajustement se fait en temps réel, ce qui laisse une liberté totale de remplissage. Evan LaBelle travaille ainsi couramment avec des densités comprises entre 20 et 30 %.
| Farsoon SS403P | Fuse X1 | |
|---|---|---|
| Dimensions de l'imprimante | 2470 × 1500 × 2145 mm | 1577 × 832 × 1926 mm |
| Volume d'impression | 400 × 400 × 450 mm (72 L) | 330 × 330 × 575 mm (63 L) |
| Durée d'un cycle complet | ~70 h | ~24 h |
| Prix de l'imprimante | ~294 000 $ | 85 000 $ |
Anticiper les échecs d'impression grâce à Print Intelligence™
Le Fuse X1 embarque Print Intelligence™, une architecture d'intelligence en temps réel qui surveille, ajuste et protège chaque étape du processus d'impression. Cette fonctionnalité détecte les problèmes avant qu'ils ne surviennent, évitant à l'utilisateur de découvrir une production ratée une fois le cycle terminé.
Selon Evan LaBelle, Print Intelligence™ permet aussi de limiter le gaspillage de matière : si une pièce commence à échouer en cours de fabrication sur une imprimante classique, l'impression continue malgré tout et gaspille de la poudre. Avec Print Intelligence™, la pièce concernée est retirée sélectivement des couches suivantes dès qu'un problème est détecté, tandis que les autres pièces du plateau continuent normalement, ce qui permet d'économiser à la fois matière et temps.
Une précision dimensionnelle qui a marqué l'équipe
Evan LaBelle raconte avoir été littéralement bluffé lors de la toute première grande pièce imprimée sur le Fuse X1 : une fois mesurée, l'écart constaté n'était que d'environ 0,2 mm sur une pièce de 340 mm de hauteur, un niveau de précision qu'il juge exceptionnel pour de la SLS.
Un post-traitement largement automatisé
Les pièces sorties du Fuse X1 sont post-traitées dans un Fuse Sift X1 pour la récupération de la poudre, puis nettoyées et polies avec un Fuse Blast. Avant l'arrivée de cet équipement, décharger et nettoyer l'ensemble des pièces d'une production pouvait prendre cinq à six heures de sablage manuel. Evan LaBelle mentionne même qu'un opérateur s'était blessé à l'épaule à force de répéter cette opération. Depuis l'ajout du Fuse Blast, ce processus fastidieux est devenu entièrement automatisé : il suffit de lancer la machine et de la laisser travailler.
Le sablage via Fuse Blast donne aux pièces une finition semi-brillante et homogène. Selon les applications, Autotiv va plus loin en appliquant peintures et revêtements, notamment des traitements céramiques Cerakote, à la fois pour obtenir le rendu esthétique souhaité et pour améliorer certaines performances mécaniques des pièces.
Simplifier la préparation des productions
Les fichiers destinés au Fuse X1 sont préparés dans PreForm, le logiciel gratuit de préparation d'impression de Formlabs, avec la même simplicité que pour une Fuse 1+ 30W : configuration en un clic ou réglages avancés selon les besoins. Il est même possible d'ajouter des pièces à une impression déjà en cours, tant que le volume disponible le permet, ce qui évite à Evan LaBelle d'attendre la fin d'un cycle pour intégrer une commande arrivée tardivement.
Il souligne d'ailleurs le coût de certains logiciels de nesting tiers, dont certains dépassent 10 000 $ par an en abonnement, et regrette de ne pas pouvoir se passer entièrement de ces outils : il aimerait pouvoir tout faire directement dans PreForm, qu'il trouve déjà très complet et efficace.
Une flotte qui continue de s'agrandir
Pour répondre à une demande croissante de délais courts, Autotiv poursuit l'agrandissement de son parc de machines FDM, SLA et SLS, avec notamment la commande de nouveaux Fuse X1. Grâce à son encombrement compact, l'entreprise peut installer davantage de machines dans le même espace qu'occuperaient des plateformes SLS plus volumineuses, ce qui lui permet de multiplier les matériaux disponibles et d'augmenter les volumes livrés à ses clients.
L'entreprise s'approvisionne en poudre Nylon 12 par palettes complètes, ce qui permet à la fois de répondre à la demande et de bénéficier de tarifs réduits sur les gros volumes. Combinés à des temps d'impression courts, ces achats en gros contribuent à un faible coût par pièce et à un retour sur investissement rapide. Evan LaBelle estime que le Fuse X1 a été rentabilisé environ cinq fois plus vite que d'autres systèmes SLS comparables déjà utilisés ou évalués par l'entreprise, grâce à un investissement de départ deux fois moindre et un débit environ deux fois supérieur.
En résumé
Grâce au Fuse X1, Autotiv Manufacturing a pu tripler son débit de production SLS tout en réduisant son encombrement au sol, automatiser une grande partie du post-traitement, et continuer à faire grandir sa flotte de machines pour absorber une demande toujours plus forte, avec un retour sur investissement particulièrement rapide.