Repenser un ensemble complexe pour en faire un élément unique

Votre produit ou machine se compose d’un ensemble de pièces complexe ? Et si vous le redessiniez pour exploiter le potentiel de l’additive manufacturing ? Votre récompense : complexité et coûts réduits tout en préservant l’intégralité des fonctionnalités !

De nombreux systèmes comprennent des ensembles complexes qui assurent la disponibilité de fonctionnalités mécaniques ou mécatroniques avancées. Ces fonctionnalités peuvent concerner le contrôle précis des mouvements, une réaction aux forces/déplacements, des fonctionnalités optiques, le contrôle de flux, le transfert thermique, etc. Il va de soi que ces ensembles sont coûteux. Ils impliquent souvent la fabrication de plusieurs sous-composants (de haute précision), des tâches d’assemblage et de jonction précises et fastidieuses, le contrôle de la qualité, l’entretien, etc. Et s’il était possible d’obtenir la même fonctionnalité avec une seule pièce ?

Dans nombre de cas, une technologie peut faire tout ceci : l’additive manufacturing, également baptisée « impression 3D ». Ces technologies sont généralement associées au prototypage rapide ou à la fabrication en petite série de lots de produits, bien que la production de plus grands lots soit également possible. Cette possibilité de fournir des fonctionnalités complexes en un seul élément est souvent négligée, en partie parce que pour ce faire, il est nécessaire de redessiner le sous-composant ou l’ensemble. Ceci implique une connaissance approfondie de l’additive manufacturing et de son potentiel de redesign. Nous devons réfléchir en dehors de la sphère de design « conventionnelle ». L’injection d’une expérience externe dans le processus de design est souvent la clé pour déverrouiller ce potentiel. Sirris peut vous y aider. Contactez-nous pour explorer le potentiel de la réduction de la complexité et des coûts des ensembles dans votre contexte !

Exemples

Voici quelques exemples de « redesign extrême » d’ensembles complexes. Les points communs de ces réalisations sont les suivants :

  • Réduction du nombre de composants (il n’est pas rare de passer de 20 à 1 composant).
  • Réduction spectaculaire, voire élimination totale de l’ensemble : positionnement, jonction (soudage, filetage, brasage, encollage, etc.), mesures de qualité et étalonnages. Le coût de l’assemblage ainsi réalisé diminue souvent de plus de 90%.
  • Réduction des délais de 80% ou plus.
  • Au moins les mêmes fonctionnalités et parfois même des fonctionnalités améliorées pour le composant.
  • Économie totale sur le composant imprimé en 3D, le coût de l’additive manufacturing étant compensé par les autres impacts en termes de coût.


Échangeur thermique en titane 1 kW : du design conventionnel au design additif (© 3D systems)


Injecteurs de carburant imprimés en 3D par GE en remplacement d’un ensemble de 20 pièces ; outre les économies sur le coût de fabrication, les injecteurs sont devenus 5 fois plus durables (© GE Aviation)


La transformation par impression 3D de ce conduit d’air (à droite) permet de le réaliser d'une pièce en remplacement d’un ensemble de 16 pièces (© 3D systems)


Sur ce composant d’hélicoptère de FlyingCam, le redesign pour l'impression 3D a entraîné une réduction du nombre de composants (passant de 7 à 1), un coût de fabrication 15% plus bas et une réduction de poids de 530 à 392 g (soit 25% de moins) tout en conservant 100% des fonctionnalités (© FlyingCam)

Il existe encore une foule d’autres exemples, connus ou inconnus du public. Ils ont tous une chose en commun : des économies globales dues à la réduction du nombre de pièces, de l’assemblage, l’alignement, le contrôle de qualité, etc. 

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(Photo au dessus © 3D Systems)

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