Comment une idée de voiture se concrétise-t-elle ? La conception de l’idée n’a pas beaucoup changé. En revanche, les méthodes de fabrication ont évolué. Avec l’avènement de l’industrie 4.0, la fabrication additive a profondément transformé les processus de production dans de nombreux secteurs, notamment l’industrie automobile.
Conception de modèles de voitures
Une fois que le designer automobile a défini l'inspiration et le concept par le biais de discussions et d'échanges, le constructeur réalise une maquette en argile à l'échelle 1/5 pour différentes options de design. Après examen, 2 à 3 options sont sélectionnées, puis une maquette en argile grandeur nature (échelle 1/1) est fabriquée. Des essais en vent sont ensuite effectués, des modifications sont apportées et le plan final est validé.
La maquette traditionnelle en argile d'une voiture grandeur nature est entièrement sculptée à la main. Cette méthode est longue et laborieuse, et la qualité de la maquette ne peut être pleinement garantie. Il faut environ trois mois pour réaliser une maquette complète. Avec les progrès technologiques, les maquettes grandeur nature des grands constructeurs automobiles sont désormais usinées par des fraiseuses 5 axes. La fabrication d'une maquette de voiture par ce biais prend au moins un mois.
Grâce aux imprimantes 3D SLA grand format de JS Additive, il est possible d'imprimer une maquette de voiture à l'échelle 1:1 en quelques jours seulement, par simple modification des données sur ordinateur. Comparée à la réalisation de maquettes en argile, l'impression 3D permet de réduire le temps de production d'au moins cinq fois, de diviser les coûts par deux et de s'affranchir de la sculpture manuelle.
Étape de conception technique
Cette étape comprend la conception de l'assemblage et des pièces du véhicule complet, ainsi que la coordination des éléments entre les différents assemblages et le véhicule final. Chaque nouveau véhicule compte plus de 20 000 pièces, dont beaucoup ne sont pas encore au stade de la production des moules. Par conséquent, les pièces de test initiales et les produits d'assemblage sont tous fabriqués par usinage CNC et tôlerie.
Tout d'abord, la qualité de surface et la précision des prototypes usinés par commande numérique dépendent fortement des compétences des programmeurs. Ensuite, certaines pièces aux formes complexes et comportant de nombreuses surfaces d'usinage nécessitent des centres d'usinage cinq axes, coûteux et parfois impossibles à réaliser correctement.
JS Additive 3D combine l'impression 3D SLA et le thermoformage sous vide (infusion basse pression) pour créer une méthode de fabrication de moules rapide. Tout d'abord, l'imprimante SLA haute précision de JS Additive imprime un prototype du produit. Ensuite, un moule en silicone est fabriqué à partir de ce prototype 3D sous vide. Enfin, le moulage avec un matériau comme le PU sous vide à basse pression permet d'obtenir le produit fini. Offrant des performances comparables aux produits moulés par injection, ce procédé peut remplacer les pièces en ABS, PC, caoutchouc et autres matériaux. Il garantit non seulement la précision et réduit les coûts, mais améliore aussi considérablement la productivité.
Par exemple : une voiture comporte de nombreuses calandres et surfaces courbes. Ce type de modélisation complexe avec un maillage complet est très difficile à réaliser sur des machines-outils traditionnelles. En imprimant en 3D ces pièces partielles complexes, puis en les intégrant au modèle du véhicule, on obtient l’effet désiré.
Phase de test du prototype
Les essais de prototypes de véhicules comprennent deux aspects : les essais de performance et les essais de fiabilité. Les essais de performance consistent principalement en des tests fonctionnels visant à vérifier la conformité aux exigences de conception. Les essais de fiabilité ont pour but de vérifier la robustesse et la durabilité du véhicule. Les essais automobiles incluent les essais en soufflerie, les essais sur route, les essais de collision, etc.
À ce stade, les exigences relatives aux matériaux des éprouvettes sont élevées. Les pièces présentant une résistance structurelle doivent être usinées par commande numérique (CNC). Pour les pièces intérieures et extérieures automobiles, l'impression 3D et le moulage composite sous vide peuvent être utilisés.
Production en série de moules automobiles
La technologie de moulage par coulée utilise des matériaux faciles à façonner, puis place le moule dans un moule en sable. Ce dernier forme une cavité aux dimensions exactes de la pièce. On y verse ensuite un liquide qui, après refroidissement et solidification, prend la forme précise de la pièce moulée. Les exigences de précision pour les moules de fonderie, notamment pour les pièces automobiles comme les carénages et les blocs-cylindres, atteignent 10 à 20 microns. L'usinage CNC traditionnel pour la réalisation de prototypes permet de répondre à ces exigences, mais il est long et coûteux.
L'imprimante 3D SLA grand format JS Additive 1700, équipée de plusieurs têtes laser, permet de réaliser des prototypes de moules en sable. La technologie d'impression 3D SLA haute précision garantit une exactitude maximale du prototype. Elle aide les fonderies à simplifier leur processus de production et à en réduire les coûts.
Étape de maintenance après-vente
Les utilisateurs de véhicules haut de gamme personnalisés, tels que les voitures de sport et les voitures modifiées, commandent généralement quelques accessoires de rechange auprès de fabricants étrangers ou font appel à la production de moules pour les fabriquer à un coût élevé.
Peu de clients s'intéressent à la technologie d'impression 3D. Pourtant, la fabrication de ces pièces par impression SLA peut s'avérer très rentable.
Date de publication : 7 mai 2022
