La société napolitaine de transport public Azienda Napoletana Mobilità (ANM) a fait appel à la société italienne d’ingénierie d’impression 3D 3DnA pour repenser les composants mécaniques des réseaux de bus et de tramway de Naples.

3DnA a utilisé la rétro-ingénierie pour imprimer en 3D les « têtes de chariot » qui relient chaque bus aux lignes aériennes d’alimentation électrique du réseau et des tiges de guidage mécanique fixées aux toits des bus. Il n’y a plus de têtes de chariot de rechange de ce type disponibles sur le marché, et avec des méthodes de fabrication traditionnelles offrant un délai de plus d’un an, l’impression 3D a été choisie pour combler le vide dans la chaîne d’approvisionnement.

Ancienne et nouvelle tête de chariot imprimée en 3D montée sur le bus de Naples. Image via 3DnA.

Ingénierie inverse des têtes de chariot

En raison du peu de données disponibles sur la conception originale des têtes de chariot, 3DnA a eu recours à la rétro-ingénierie du composant à l’aide de la numérisation 3D. Une fois le scan obtenu, l’entreprise s’est attelée à reconstruire les têtes de chariot à l’aide d’un logiciel de modélisation 3D pour les rendre aptes à la fabrication additive.

Pour la phase de conception du processus, 3DnA a utilisé le logiciel Magics de Materialise. Grâce à Magics, l’équipe a pu optimiser le processus d’impression sur métal en termes d’orientation et de supports optimaux, pour assurer le succès lors de l’étape d’impression.

3DnA a produit la tête de chariot imprimée en 3D dans son usine récemment rénovée de Pomigliano d’Arco. Ici, il a utilisé deux systèmes d’impression différents pour fabriquer les pièces en métal et en plastique nécessaires aux têtes de chariot. Pour les composants en aluminium, une machine SLM500 du fabricant allemand d’imprimantes 3D SLM Solutions a été choisie. Pendant ce temps, une imprimante 3D Fortus F900 d’un autre fabricant d’imprimantes 3D Stratasys a été déployée pour fabriquer les pièces en plastique, qui ont été fabriquées à partir de la résine ULTEM 9085 de l’entreprise, un super-polymère couramment utilisé dans le secteur aérospatial.

Des prototypes de têtes de chariot ont été produits, testés et envoyés pour approbation par l’Office italien des transports à l’été 2020. Actuellement, deux types de têtes de chariot ont été repensés et fabriqués, des dizaines ayant déjà été produits pour le réseau de tramway. .

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Imprimante 3D
A gauche : Trolley Head imprimé avec AlSi10Mg. À droite : tête de chariot imprimée avec Ultem (Stratasys) et AlSi10Mg. Image via 3DnA.

Réingénierie avec l’impression 3D

L’impression 3D est de plus en plus utilisée pour la réingénierie des pièces afin de combler les lacunes de la chaîne d’approvisionnement, de réduire les délais d’approvisionnement des pièces de rechange et de réduire les coûts de fabrication. Un exemple récent et remarquable de la façon dont cela a réussi est pendant la pandémie de Covid-19, où les entreprises d’impression 3D sont intervenues pour maintenir la production dans plusieurs secteurs lorsque les chaînes d’approvisionnement ont échoué.

Des logiciels d’ingénierie inverse et des techniques de numérisation 3D peuvent être déployés pour optimiser les pièces pour l’impression 3D, et cela a été réalisé avec succès dans plusieurs secteurs pour une variété d’applications. Dans l’aérospatiale, le développeur de logiciels de fabrication additive Betatype a contribué à la conception et à la réingénierie de coques de moteur métalliques imprimées en 3D, d’un échangeur de chaleur en alliage d’aluminium imprimé en 3D et d’un boîtier de générateur électrique. Pendant ce temps, l’US Army Aviation and Missile Command (AMCOM) a créé un modèle 3D virtuel d’un hélicoptère UH-60L Black Hawk dans l’espoir de repenser et d’imprimer en 3D des pièces qui ne sont plus en production.

La technologie du jumeau numérique est également déployée pour accélérer le temps pendant lequel les pièces peuvent être repensées et accélérer la production de composants imprimés en 3D. Il s’agit de plans numériques de produits, de composants ou de systèmes qui reflètent leurs homologues physiques et qui peuvent être utilisés via des processus CAD/CAM pour produire rapidement des pièces imprimées en 3D. Les jumeaux numériques ont été un domaine de recherche intéressant pour la production d’équipements de fabrication lors de perturbations opérationnelles imprévues, et ont déjà été utilisés pour augmenter la productivité dans le secteur de l’énergie et aider au développement de processus de machines.

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L’image en vedette montre A gauche : Trolley Head imprimé avec AlSi10Mg. À droite : tête de chariot imprimée avec Ultem (Stratasys) et AlSi10Mg. Image via 3DnA.