L'impression 3D de pièces d'usure en matériaux polymères ou composites permet de produire rapidement des composants légers et techniquement optimisés. En photo, l'exemple d'une pièce imprimée pour The Chocolate Factory.

Basée à Rotterdam, aux Pays-Bas, The Chocolate Factory fabrique une large gamme de chocolats en barre ou moulés ainsi que des confiseries chocolatées emballées. La société exploite un ensemble de machines d'emballage, dont le débit dépend du bon fonctionnement d'une pièce métallique en forme de crochet, qui élève des barres enveloppées sur une bande transporteuse. Les contraintes exercées sur cette pièce l’endommagent rapidement, si bien qu’elle doit être remplacée trois fois par mois. Mais dans la mesure où elle est réalisée à la main, son réapprovisionnement peut prendre un mois, voire plus.

Des pièces 60 % moins chères livrées en une semaine

Pour réduire ce délai, l’industriel s’est tourné vers la société de services Visual First dans le but de réaliser des essais d’impression 3D de la pièce avec le Nylon 12CF FDM, un thermoplastique renforcé de carbone. Visual First utilise pour cela l’imprimante Fortus 450mc du fournisseur Stratasys. « En moins d'une semaine, nous pouvons imprimer en 3D et livrer des pièces de production personnalisées à The Chocolate Factory, ce qui est essentiel pour assurer la continuité de la chaîne de fabrication », explique Carl van de Rijzen, le dirigeant de Visual First. Le matériau composite Nylon 12CF FDM contient 35 % de filaments de fibre de carbone. Ce qui lui confère un rapport rigidité/poids élevé. « Le matériau est impossible à plier. La pièce a résisté à tous les essais sur la machine et plusieurs cycles ont été réalisés sans incident », commente-t-il. Avantage supplémentaire, la pièce coûte environ 60 % moins cher. Forte de ce succès, The Chocolate Factory envisage désormais de développer avec Visual First un prototype de moule de coulée.

70 % d'économie de temps de production pour des pièces résistantes et légères

Le matériau mis en œuvre en fabrication additive est un élément clé de la réussite d’un projet de ce type. D’autres solutions sont disponibles sur le marché. Le spécialiste des polymères techniques Igus propose ainsi depuis 2015 des filaments réalisés dans ses matériaux Iglidur qui se caractérisent par une utilisation sans graisse et une résistance accrue à l’usure. La société allemande Carecos Kosmetik y a eu recours, pour ses outils de préhension. Elle était confrontée au problème suivant : tout changement de produit exigeait la fabrication de nouveaux préhenseurs en forme de pinces pour la préhension des couvercles et leur vissage sur les pots. Fraisés en aluminium, ces composants pouvaient coûter jusqu'à 10 000 euros l'unité. De plus, leur fabrication prenait jusqu'à six semaines. Igus a proposé d’imprimer les préhenseurs en Iglidur I150. L’opération dure entre 10 à 12 heures et la pièce est disponible en une semaine. Les pinces en polymères sont sept fois moins lourdes que les pinces métalliques. Sans compter que les pièces métalliques devaient souvent être munies de douilles séparées ou être graissées en service. En y renonçant, l'entreprise économise ainsi également sur les opérations de maintenance régulières. Elle a été en mesure de comprimer ses coûts de près de 85% et de gagner 70% de temps à la fabrication.