L’allègement reste un aspect essentiel des dispositifs utilisés dans le secteur de la mobilité. Pour les courses longues distances, cette exigence permet d’optimiser le poids tout en conservant la résilience tout au long de la course. L’Institut technologique danois (DTI) et CeramicSpeed ont collaboré sur un projet qui a mis en évidence l’importance d’une telle exigence dans un appareil.
Les chercheurs du DTI explorent continuellement de nouvelles façons de tirer parti des nouvelles technologies dans la vie quotidienne. L’un de leurs projets bien connus dans le domaine de l’impression 3D a été le concours du Bocuse d’Or. CeracmicSpeed est une entreprise de cyclisme qui amène les courses à un autre niveau en tirant profit des roulements en céramique. Dans le cadre d’un partenariat avec DTI, l’entreprise a utilisé un SLM®500 quad-laser et un système SLM®280 double pour fabriquer les poulies. Les résultats de cette expérience ont donné naissance à une roue dentée légère, connue sous le nom de poulie en titane.
« La technologie d’impression 3D nous a donné beaucoup de marges de manœuvre pour expérimenter de manière créative le design, tout en étant capable d’optimiser la fonction d’un produit », a déclaré Carsten Ebbesen, directeur R&D chez CeramicSpeed. « La collaboration avec DTI nous a conduit à développer et à produire des engrenages d’une forme de conception radicalement nouvelle qui n’est possible qu’avec l’impression 3D. »
Construites en titane sur la machine de fabrication additive métallique SLM®500, les poulies sont équipées de 17 rayons d’un diamètre de 2 mm et d’une épaisseur de paroi de seulement 0,4 mm. Grâce à la conception creuse, il a été possible de réduire le poids total du pignon à 8,4 grammes. Thor Bramsen, directeur de l’industrialisation à l’Institut technologique danois, est enthousiaste par les possibilités de la technologie SLM® : « La géométrie creuse des objets ne peut pas être produite avec des méthodes conventionnelles, et l’impression 3D en combinaison avec des procédés spécialisés ultérieurs conduit à un produit unique et innovant. Malgré la géométrie complexe, DTI est en mesure de fabriquer de manière fiable des pièces de même qualité en série. »
Les engrenages produits par le procédé de fusion sélective au laser ont également subi des tests rigoureux pour prouver leur qualité. Les poulies sont placées sur les pignons extérieurs du levier de vitesses et sont donc sujettes à l’usure. Le département R&D de CeramicSpeed a testé l’usure des pièces imprimées en titane, qui se sont révélées plus durables et plus résistantes à la corrosion et à la résistance à faible densité que les pièces en aluminium traditionnelles.
Afin d’offrir une production en série d’un produit de haute qualité, fabriqué de manière complémentaire, toute la chaîne du processus doit être coordonnée. Cela inclut les machines de fabrication additive robustes et fiables de SLM Solutions, mais le processus commence par la reconception des composants pour le processus de FA. La conception du produit CeramicSpeed a été optimisée par DTI pour la production en série avec la technologie de fabrication additive. Ce procédé est un mélange délicat qui consiste à ne pas modifier la conception du client tout en ajoutant du matériau pour les surfaces qui nécessitent un usinage CNC, en optimisant le support et en minimisant l’épaisseur et le poids des parois. Après le succès de la production, les étapes de post-traitement, tout aussi difficiles, mais tout aussi importantes, ont lieu, où l’Institut technologique danois utilise l’ensemble de ses connaissances en matière de fabrication, garantissant que seul l’assemblage est nécessaire lorsque le produit fini est livré.
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