Tech Tidbit: Ford lance la fabrication de métaux imprimés en 3D avec ExOne Binder Jet
Le processus de jet de liant en aluminium d’ExOne promet la vitesse de fabrication de centaines de milliers de pièces.
Un projet conjoint entre ExOne Company et Ford Motor Company pour développer l’impression 3D de qualité de production de pièces métalliques a porté ses fruits. Ford prévoit de commencer à fabriquer des pièces en aluminium à grand volume dans un avenir pas trop lointain en utilisant le processus d’impression par jet de liant en aluminium d’ExOne.
Malheureusement, Ford ne peut pas encore nous dire exactement quelles seront ces premières pièces, car la société considère cette nouvelle capacité comme un avantage technique qu’elle ne veut pas divulguer trop tôt à ses concurrents, a déclaré Harold Sears, responsable technique de Ford pour la fabrication additive.
Sears décrit les pièces comme « de la taille d’une boîte à mouchoirs » et dit qu’il les produira dans un volume initial d’environ 200 000 pièces par an. À cette échelle, l’imprimante ExOne peut créer de nombreuses pièces par lot, ce qui est l’un des aspects qui rend l’impression de reliure suffisamment rapide pour la production.
L’identification des pièces candidates implique un processus d’analyse des pièces que Ford utilise aujourd’hui, a déclaré Sears. « C’est jeter un œil à ce qu’est le métal dans un véhicule aujourd’hui. Convient-il aux critères de taille ? Quelle est la particularité de cette partie ? Fait-il partie d’un sous-ensemble que l’on peut découper de 20 pièces à deux pièces ?
Dans le même temps, Ford recherche de petites pièces qu’il peut imbriquer parmi la pièce principale de l’imprimante, tout en obtenant encore plus de production. C’est comme un satellite de communication transportant des paquets de cubes assis pour le trajet en orbite.
« Nous avons encore de l’espace vide dans la boîte de construction », a observé Sears. « Y a-t-il d’autres pièces qui peuvent être fournies gratuitement ? »
L’arrivée imminente de la production en série à partir d’une imprimante 3D peut surprendre à ceux qui connaissent les processus fastidieux et lents couramment employés. La différence ici est l’utilisation de l’impression à jet de liant, qui se prête à un travail à plus grande vitesse.
« Lorsque nous parlons de jet de liant, nous parlons en réalité de la forme d’impression 3D la plus rapide et la plus prête pour la production au monde », a déclaré Dan Brunermer, membre technique d’ExOne.
« La raison pour laquelle c’est si rapide, la raison pour laquelle c’est si prêt pour la production est vraiment simple », a-t-il poursuivi. « Contrairement à ces autres formes d’impression 3D où vous avez un tout petit laser ou une toute petite buse produisant de petites quantités de matériau, nous avons une grande tête d’impression à grande surface déposant d’énormes quantités de liant précisément là où nous en avons besoin. selon le bitmap que nous avons généré. Couche par couche, il n’y a absolument rien de plus rapide !
Le processus fonctionne à l’aide d’une boîte de matériau en poudre fine, pulvérisant avec précision le matériau liant où le matériau doit adhérer pour créer la pièce. Dans le cas de la pièce Ford, le matériau sera de la poudre d’aluminium.
Une fois la pièce imprimée, elle doit être frittée pour en faire une pièce solide plutôt qu’un tas de poudre maintenu ensemble par de la colle liante. Ce processus rétrécit la pièce de la taille qu’elle a émergé de l’imprimante, les concepteurs doivent donc en tenir compte à l’avance.
« La chose la plus importante à savoir est que lorsque vous frittez éventuellement votre pièce, elle va rétrécir », a déclaré Brunermer. « Et vous devrez augmenter vos pièces d’environ 20 % pour vous adapter à cela. »
Le facteur de correction précis est de 19 % sur les axes X et Y et de 21 % sur l’axe Z. ExOne promet moins de 1 % de tolérance dimensionnelle des pièces finales avec une adaptation au processus.
« Il s’agit d’une percée dans la fabrication de pièces imprimées et frittées en 3D pour l’industrie automobile », a conclu Sears. « Bien que le processus d’impression 3D soit très différent de l’emboutissage de panneaux de carrosserie, nous comprenons mieux le comportement de l’aluminium aujourd’hui, ainsi que sa valeur dans les véhicules légers. L’impression 3D en aluminium à grande vitesse ouvre la voie à d’autres opportunités que nous commençons tout juste à examiner en raison de la possibilité de réaliser des pièces complexes avec de l’aluminium, ce qui n’était pas possible auparavant. Cela ouvre vraiment la porte à d’autres opportunités.
Ford a acheté ses premières imprimantes 3D ExOne au début des années 2000 pour créer des moules en sable et des noyaux pour le moulage des métaux. Fabriquer les pièces nécessaires à la fabrication de pièces a été une application courante pour les imprimantes 3D dans le processus de fabrication, mais maintenant Ford commence à éliminer une étape afin de pouvoir imprimer directement la pièce de production finale qui va sur les voitures des clients.
