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16 novembre 2021

L'impression 3D silicone peut-elle aider à surmonter un retard dans la supply chain ?

Face à l’imprévu, la fabrication additive révèle tout son potentiel en tant que moyen de production rapide et flexible. Récemment, la technologie d’impression 3D de Lynxter a prouvé son efficacité pour produire en urgence une pièce pour le secteur ferroviaire.

L’impression 3D silicone, une solution flexible face à l’imprévu

Les atouts de l’impression 3D pour répondre à des situations d’urgence ont déjà été démontrés dans un contexte de pénurie de matériel médical.

Cette fois, c’est dans le secteur ferroviaire que la technologie de fabrication additive développée par Lynxter a fait ses preuves pour résoudre une problématique de maintenance sur un train. L’entreprise du secteur ferroviaire qui devait changer une pièce défectueuse sur l’un de ses trains, s’est retrouvée face à une rupture de stock. Habituellement produite par injection, cette pièce nécessite un délai d’approvisionnement de plusieurs mois. Un délai que l’entreprise n’a pas pu anticiper du fait du caractère imprévisible de l’évènement.

Dès lors que cette pièce est endommagée ou manquante, le train peut rester immobilisé, entrainant des pertes financières importantes pour l’entreprise. La fabrication additive s’est alors présentée comme une alternative idéale pour répondre à ce besoin ponctuel et urgent.

La pièce en question est un soufflet d’étanchéité pour un système de frein qui a pour fonction d’assurer l’étanchéité du système face à l’eau, la poussière, graisse et ballaste. Il est peu exposé et nécessite l’utilisation d’un matériau très souple : le silicone est donc identifié comme matériau idéal. Dans ce contexte, Lynxter et sa machine-outil de fabrication additive, la S600D, ont été sollicitées.

Cas ferroviaire impression 3D Pièce impression 3D silicone

La technologie multi-matériaux S600D

La S600D est une imprimante 3D professionnelle fonctionnant sur un système de têtes d'impression interchangeables pour la dépose de matériaux variés : thermoplastique, silicone, céramique. Une seule machine développée pour tous les travaux de fabrication additive et pour des applications multiples : fabrication d’urgence, petite série, prototypage, R&D… Le système est agile et pratique : 5 têtes-outils proposées en équipement permettent à l’utilisateur de basculer d’un procédé à l’autre sans changer de machine.

Adapter la conception au procédé de fabrication : une règle primordiale

Une première version du soufflet a été imprimée par Lynxter, sur l’imprimante 3D S600D, à l’aide de l’outil de dépose liquide bi-composant LIQ21. La pièce ayant été réalisée selon le modèle fourni par l’entreprise, initialement dessiné pour l’injection, le premier résultat n’était pas satisfaisant : les congés en dessous de la pièce imprimée en 3D et la bordure supérieure du soufflet ne s’imprimaient pas correctement.

La conclusion est rapide, la pièce dessinée pour l’injection n’est pas exploitable en impression 3D. Les défauts induits par les limitations sont trop importants pour que la pièce puisse être mise en application (bavures, dégradation des surfaces supportées, affaissement dus à des zones trop fines).

La conception d’une pièce doit être adaptée au procédé de fabrication utilisé : les règles de design sont différentes en fonction des possibilités et limites de chaque procédé de production. Afin d'obtenir les meilleurs résultats avec ce procédé de dépose liquide, Lynxter met à disposition un guide de conception rassemblant 15 astuces, valeurs clés et points de vigilance à prendre en considération :

Télécharger le guide

 

Comment passer d’une pièce moulée à une pièce imprimée ?

En modifiant légèrement la CAO dans la limite des fonctions définies par le bureau d’étude, il a été possible d’imprimer une seconde version de la pièce en fabrication additive.

Il est important de retenir que la technologie utilisée par la S600D repose sur la superposition de couches de matière. Il est souvent impossible d’imprimer une couche de silicone dans le vide, il faut donc s’assurer que la couche supérieure repose entièrement ou partiellement sur une couche inférieure. Les angles en porte-à-faux (overhangs) sont à éviter ainsi que les congés trop importants. Pour la bordure supérieure du soufflet, le porte-à-faux à 90° a été remplacé par un chanfrein afin que chaque couche puisse reposer partiellement sur la couche antérieure.

Impression 3D silicone ferroviaire

Avant / après reconception

En ce qui concerne le congé en dessous de la pièce, l’angle arrondi ne permettait pas une correcte superposition des couches. Dans ce cas, il est préférable de modéliser un angle à 45° type chanfrein. La conception assistée par ordinateur (CAO) a permis d’optimiser rapidement une modélisation afin de l’adapter pour la fabrication additive par dépose de liquide. De manière générale, il est recommandé pour une impression 3D en silicone d’avoir des porte-à-faux inférieurs à 45° afin de s’assurer de l’imprimabilité de la pièce.

En résumé, après cette étape d’adaptation du design d’origine, le soufflet a pu être rapidement produit et la situation de blocage levée grâce à la fabrication additive. Tandis que cette opération de maintenance aurait demandé plusieurs semaines en passant par la supply chain classique, elle n’a duré que quelques jours en ayant recours à l’impression 3D avec la technologie S600D.

Contact partenaire

Si vous souhaitez obtenir plus de renseignements à propos de l'impression 3D multi-matériaux, contactez notre partenaire Lynxter.

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