La fabrication additive SLS industrielle permet un développement et des tests fonctionnels plus rapides et moins coûteux des prototypes de systèmes de réservoirs de carburant.
Dans le développement des systèmes d'alimentation en carburant automobile, la production de prototypes a traditionnellement été freinée par le coût élevé de l'outillage et les longs délais de fabrication. Les parois des réservoirs, les cloisons internes et autres composants sont généralement produits par thermoformage sous vide avec outillage rapide ou usinage CNC, ce qui rend les itérations de conception à la fois coûteuses et chronophages.
L’impression 3D industrielle par frittage laser sélectif (SLS) offre une approche alternative. En éliminant l’outillage et en produisant des pièces polymères fonctionnelles directement à partir de données CAO, les fabricants peuvent accélérer considérablement la validation des prototypes tout en réduisant les coûts de développement.
Remplacement de l'outillage et de l'usinage CNC par la production SLS
La fabrication de prototypes de réservoirs de carburant classiques nécessite souvent un outillage spécifique. Selon la taille du réservoir, un moule de thermoformage rapide sous vide peut coûter entre 5 500 et 7 000 USD environ, avec un délai de production de 12 à 14 jours. Les cloisons internes du réservoir sont généralement usinées par commande numérique à partir de polyéthylène, pour un coût unitaire d'environ 400 à 800 USD et un délai de fabrication de quatre à sept jours.
Lorsque les conceptions changent — comme c'est souvent le cas lors du développement d'un produit —, le processus d'outillage ou d'usinage doit souvent être répété, ce qui augmente à la fois les coûts et les délais du projet.
Pour améliorer l'efficacité du développement, fournisseur de systèmes d'alimentation en carburant automobile Systèmes automobiles YAPP a adopté la solution SLS industrielle de TPM3D, combinant la Imprimante 3D P360 SLS grâce à la fonction Station de traitement des poudres PPS360. L'entreprise utilise Precimid1176Pro GF30 BLK, un matériau PA12 renforcé de fibres de verre, pour fabriquer des prototypes de chicanes de réservoir de carburant directement à partir de conceptions numériques.
Le passage de l'usinage sous-traité à la production SLS en interne a considérablement raccourci le cycle de développement. Les prototypes de chicanes peuvent désormais être produits en une seule journée au lieu d'environ cinq, ce qui réduit le délai de livraison d'environ 80 %.
Les coûts de fabrication ont également diminué de manière significative. Le coût de production d'un prototype de déflecteur a été réduit de environ 625 USD à environ 85 XNUMX USD—une réduction de 87 %.
Après sablage, les pièces imprimées présentent une précision dimensionnelle et une qualité de surface suffisantes pour l'assemblage et l'évaluation fonctionnelle. Les ingénieurs peuvent ainsi modifier les modèles CAO, imprimer les pièces mises à jour et finaliser la validation dès le lendemain, ce qui accélère considérablement les itérations de conception.
Systèmes SLS grand format pour prototypes de réservoirs de carburant
Au-delà des composants individuels, les systèmes SLS à double laser grand format de TPM3D, y compris les P550DL et S600DL—permettre la production en une seule pièce de prototypes de grandes coques de réservoirs de carburant.
Comparativement aux procédés de thermoformage sous vide traditionnels, les coûts de fabrication d'un prototype complet de réservoir de carburant peuvent être réduits de environ 7,000 USD à environ 1,250 XNUMX USD, ce qui représente une réduction des coûts d'environ 82 %.
Les délais de livraison peuvent également être réduits d'environ 12 jours à seulement deux jours, ce qui diminue le temps de livraison d'environ 83 %.
TPM3D développe également des systèmes SLS à l'échelle métrique conçus pour prendre en charge des applications automobiles encore plus importantes à l'avenir.
Tests fonctionnels au-delà des prototypes visuels
Contrairement aux maquettes d'aspect produites uniquement pour les revues de conception, les composants de réservoirs de carburant fabriqués par SLS peuvent être utilisés pour des tests fonctionnels lors du développement du produit.
Les applications de validation typiques comprennent :
- Simulation de vibrations sur six axes : La résistance mécanique et les propriétés isotropes du Precimid1176Pro GF30 BLK permettent de réaliser des essais de simulation de vibrations et de charges sur des prototypes de réservoirs de carburant imprimés en une seule pièce. Des capteurs intégrés peuvent également être incorporés pour recueillir des données de contrainte et de déformation pendant les essais.
- Évaluation de l'étanchéité et de la température : Après post-traitement et traitement d'étanchéité, les réservoirs de carburant imprimés peuvent être évalués en termes d'étanchéité à l'air, à l'eau et de performances thermiques.
- Essais acoustiques : Les chicanes imprimées pour réservoirs de carburant permettent une évaluation rapide des conceptions de réduction du bruit, permettant aux ingénieurs de comparer plusieurs itérations de conception tout en minimisant les coûts de développement.
Ces capacités étendent le rôle du SLS au-delà du prototypage visuel, permettant aux équipes d'ingénierie de valider les performances du produit plus tôt dans le processus de développement et de prendre en charge la production fonctionnelle en petites séries lorsque cela est approprié.
Accélération du développement numérique des systèmes d'alimentation en carburant automobile
Alors que les constructeurs automobiles continuent de raccourcir les cycles de développement, la fabrication additive devient un outil de plus en plus pratique pour la production de prototypes et la validation technique.
En combinant des équipements SLS industriels avec des matériaux polymères de qualité technique, la solution de TPM3D permet aux développeurs automobiles de réduire leur dépendance à l'égard des outillages dédiés, d'accélérer les itérations de conception et de réduire les coûts de fabrication des prototypes.
Pour des applications telles que les systèmes de réservoirs de carburant, où plusieurs cycles de validation sont souvent nécessaires, l'impression 3D SLS offre un flux de travail de fabrication flexible qui permet de prendre des décisions d'ingénierie plus rapides tout en maintenant les performances fonctionnelles nécessaires aux tests.
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