Le fabricant d’imprimantes 3D à jet de liant Voxeljet et Tooling & Equipment International (TEI) ont élargi leur collaboration avec la vente d’une troisième imprimante 3D VX4000 à TEI.

En tant que fournisseur de General Motors, TEI utilise la plus grande imprimante de sable 3D au monde pour développer des noyaux moulés pour la production en série de pièces structurelles massives et légères pour la Cadillac CELESTIQ. Les fabricants OEM peuvent réaliser des conceptions totalement nouvelles et optimisées en fonction en incorporant l’impression 3D dans le développement et la construction des pièces. Les fournisseurs profitent de l’intégration rapide et adaptable des noyaux imprimés en 3D dans les lignes de fabrication établies.

« Nous sommes ravis d’avoir TEI comme partenaire solide et utilisateur de l’impression 3D de sable aux États-Unis. L’achat de la troisième imprimante VX4000 s’appuie sur les installations système précédentes sur le site d’entreprise de TEI à Livonia, dans le Michigan, et permet à l’entreprise de se développer rapidement et de réaliser des projets uniques comme celui-ci », a déclaré Michael Dougherty, directeur général de voxeljet America Inc.

Construisez de l’espace sur la VX4000 pendant le processus d’impression. Image via TEI.

Coulée de composants structuraux grand format avec Voxeljet et TEI

Depuis 2018, TEI, leader des pièces moulées hautement complexes pour les industries de l’ingénierie et de la fabrication, collabore avec voxeljet. Ce qui a commencé comme un accord de volume de trois ans pour plus de 500 000 litres de sable imprimé en 3D est devenu un grand succès pour les deux entreprises.

TEI affirme être la seule entreprise basée aux États-Unis à posséder trois imprimantes 3D voxeljet VX4000, qui ont un volume de construction de 4 x 2 x 1 mètre, ce qui en fait les plus grandes imprimantes de sable 3D au monde. TEI a augmenté sa capacité AM jusqu’à 2,5 millions de litres par an avec l’ajout de son troisième VX4000. Cela permet à la firme américaine de poursuivre des projets plus exigeants sur le plan technique, comme la fabrication en série de pièces légères pour la structure de soubassement de la Cadillac CELESTIQ tout électrique.

Voxeljet affirme que chaque moulage remplace jusqu’à 40 composants. La nouvelle structure de soubassement comprend six grandes pièces en aluminium coulé au sable de haute précision. TEI utilise les technologies AM en production pour tous les noyaux internes afin de réaliser des structures complexes de la manière la plus « économique et légère » possible. Cela permet l’incorporation de caractéristiques de raidissement dans les profilés creux, qui ne sont pas financièrement viables dans les procédés traditionnels. Chaque soubassement de véhicule est construit à l’aide de 51 noyaux de sable fabriqués de manière additive. Ceux-ci sont imprimés sur les imprimantes VX4000, qui peuvent imprimer des centaines de cœurs internes pour plusieurs ensembles de véhicules en une seule nuit. Les noyaux sont égalisés après l’impression, recouverts d’un revêtement résistant au feu, mis dans des moules en sable et finalement coulés en utilisant un processus de remplissage à basse pression. Par rapport à une construction généralement emboutie, chacun des six moulages diminue le nombre total de composants de 30 à 40.

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Parce que chaque pièce structurelle a des interfaces entièrement usinées, les six pièces moulées peuvent être assemblées avec précision tout en maintenant des tolérances très serrées pour la fabrication de l’assemblage. Les délais de livraison courts pour les pièces légères optimisées en termes de poids et de conception sont rendus possibles par les imprimantes 3D VX40000. L’impression de moules et de noyaux grand format sur les imprimantes 3D VX4000 rend la production plus simple, plus rapide et plus rentable par rapport à la fabrication traditionnelle. Beaucoup moins de pièces doivent être fabriquées, ce qui simplifie et accélère le travail d’assemblage.

« En éliminant les outils et en profitant du grand volume de construction des imprimantes VX4000, nous pouvons réduire considérablement les délais de livraison et produire des composants légers avec des topologies optimisées. Cela ne serait pas possible de manière conventionnelle », a déclaré Oliver Johnson, président de TEI.

De plus, l’impression de sable 3D permet des conceptions totalement nouvelles et des structures légères. Par conséquent, des pièces géométriquement optimisées sont produites, ce qui est essentiel dans les secteurs de l’aérospatiale et de l’automobile. Ce qui est essentiel pour l’intégration des fournisseurs : avec les imprimantes 3D VX4000, de nouvelles conceptions optimisées pour les fonctions peuvent être réalisées sans effort et rapidement, et les noyaux imprimés peuvent être intégrés sans effort dans la production actuelle, affirme Voxeljet.

« Ensemble, nous allons étendre la technologie de fabrication additive dans la fabrication industrielle et intensifier notre collaboration. Nous sommes fiers de soutenir l’entreprise avec notre technologie d’impression 3D unique et de montrer une fois de plus que notre technologie de moulage imprimé entre en production et permet des conceptions sans précédent », a ajouté Dougherty.

Vue 3/4 arrière de la Cadillac CELESTIQ sur un plateau avec vue sur les montagnes en arrière-plan.  Image via Voxeljet.
Vue 3/4 arrière de la Cadillac CELESTIQ sur un plateau avec vue sur les montagnes en arrière-plan. Image via Voxeljet.

Entreprises faisant la promotion de l’impression 3D de sable

Auparavant, les cabinets de conception architecturale Precht et Mamou-Mani Architects utilisaient l’impression 3D pour créer une paire d’implémentations en Arabie saoudite. La première installation, Sandwaves, utilise une technique d’impression 3D de sable et présente des structures en treillis tissées selon un motif en forme de ruban. Le deuxième composant est un ensemble de cubes empilés appelé Pixel Gate, qui a été imprimé en 3D en utilisant une méthode standard basée sur l’extrusion.

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En outre, le fournisseur d’imprimantes 3D industrielles ExOne a annoncé le lancement de la S-Max Pro, une nouvelle imprimante 3D industrielle à sable, lors du salon international de la fonderie GIFA 2019 à Düsseldorf, en Allemagne. ExOne a également annoncé une alliance avec Siemens, en plus du S-Max Pro. Le portefeuille d’entreprise numérique de Siemens en matière de logiciels et de technologies d’automatisation devait être intégré à l’imprimante 3D d’ExOne dans le cadre de leur collaboration. Le S-Max Pro est destiné au prototypage ainsi qu’à la production en série industrielle, en mettant l’accent sur la vitesse, la fiabilité et la précision. Le portefeuille Digital Enterprise de Siemens a été mis en œuvre pour aider le système à exploiter les avantages de l’industrie 4.0, au profit des utilisateurs industriels des secteurs de la fonderie, de l’aérospatiale, de l’automobile, de l’énergie et d’autres marchés.

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L’image caractéristique montre l’espace de construction du VX4000 pendant le processus d’impression. Image via TEI.