Sommaire Editorial

1 / 2003
Editorial
Chers lecteurs,
Avec ce numéro, vous tenez entre
vos mains (déjà !) le septième opus
de 3D Kiosque, votre magazine
d’information sur le solid imaging.
Si nous nous basons sur vos nombreuses réactions, vous parcourez
avec intérêt ce rendez-vous qui
s’est, à votre demande, étoffé pour
couvrir l’actualité européenne de
3D Systems.
Lors du dernier numéro, nous
avions passé en revue les avantages
de la Fabrication Numérique
Avancée ou Advanced Digital Manufacturing (ADM), méthode qui
permet de fabriquer, à partir de
données CAO, le produit final directement, sans avoir à passer par
un outillage de production, ou indirectement, avec les solutions dédiées de 3D Systems.
Signe de notre mobilisation sur
cette technologie, et suite à vos
nombreux commentaires et questions, nous avons décidé de revenir
sur l’ADM dans ce numéro pour
vous présenter deux mises en
œuvre représentatives des intérêts
de cette solution.
Les premiers à intégrer ces solutions, Boeing, à travers sa filiale On
Demand Manufacturing (ODM),
et Renault F1, ont acquis respectivement deux systèmes SLS® Vanguard si2 et deux systèmes SLA®
7000 en plus des deux déjà en
fonctionnement, pour produire rapidement et à faibles coûts des petites séries de pièces complexes.
Leur besoin était clair, éliminer
l’outillage afin de diminuer considérablement les délais et coûts de
production. C’est donc tout naturellement que 3D Systems leur a
conseillé de s’orienter vers la Fabri-
cation Numérique Avancée directe.
Le deuxième cas concerne des besoins en ADM indirecte, dans un
secteur bien différent, la bijouterie.
Ici, la demande était de produire
des modèles pour fonderie cire perdue ou duplication pour fabrication en série. C’est un système SLA
Viper si2 qui apporte ici la réponse appropriée.
Directe ou indirecte, 3D Systems
est à la pointe de la technologie
avec la Fabrication Numérique
Avancée et continuera ses efforts de
Recherche et Développement pour
garantir à ses utilisateurs de toujours avoir les solutions les plus
avancées.
Bonne lecture.
Pascal Rizzon
Directeur 3D Systems France
Sommaire
Page 1
Editorial
Pages 2/3
Stéréolithographie
La stéréolithographie au service de la parfumerie
Pages 4/5
Stéréolithographie
Le système SLA® Viper si2 accélère la fabrication de bijoux
et en réduit les coûts
Pages 6/7
Frittage par laser
Pour Pitney Bowes, la conception est simple comme " une lettre
à la poste " grâce à 3D Systems
Pages 8/9
LaserForm
Réalisation rapide de moules en acier : une solution polyvalente
Pages 10/11
Nouveautés
Page 12
Nouveautés et prochain salon
Stéréolithographie
La stéréolithographie au service de la
parfumerie
G.Candiani, leader des emballages plastiques pour cosmétiques et parfums,
fournit à ses clients des prototypes complets, assemblés et peints, en quelques
jours, réalisés sur un système de stéréolithographie de 3D Systems.
G.
Candiani est le leader italien des emballages plastiques.
L’entreprise a été fondée il y a
plus de 50 ans à Tradate, dans la
province de Varèse, pour créer et
fabriquer des emballages de
luxe. Elle travaille pour les plus
grands noms de la parfumerie
et des cosmétiques, parmi lesquels Armani, Lancôme, L’Oreal
et Trussardi.
" Nous avons commencé avec
l’injection plastique, avant de
nous spécialiser, dans les années
1960, dans la fabrication d’emballages pour produits de soin
pour la peau en créant une division “soin de la peau”. Nous
avons ensuite ciblé le marché
prometteur des flacons de parfums personnalisés et avons fondé la division “Alcoolique”. À
cette époque, nous présentions
les produits en 2 dimensions.
Nos méthodes ont beaucoup
évolué par la suite ", déclare M.
Candiani, Président de G. Candiani Srl.
La structure souple et moderne
de la société lui permet de
concevoir et fabriquer des emballages très haut de gamme
pour parfums et cosmétiques,
avec sceaux, ustensiles et accessoires associés.
Validation de l’esthétique
et de l’ajustement d’emballages cosmétiques
" Nous concevons tous nos emballages à l’aide de logiciels de
CAO de pointe. Avant de lancer
la production, nous devons nous
assurer que l’aspect et la
conception conviennent au
client. Nous avons donc acheté
un système de stéréolithographie de 3D Systems pour créer
des prototypes de validation.
Nous gagnons ainsi du temps et
de l’argent puisque nous n’avons
plus besoin de modifier les
moules ", explique M. Candiani.
L’entreprise a acheté son système SLA en juin 2002. Dès la
première semaine, elle a pu fabriquer des prototypes en
quelques heures, et les utiliser
pour des tests de conception et
dimensionnels.
" Le grand avantage est de pouvoir fabriquer tous les composants et de les assembler, comme s’il s’agissait du produit final.
C’est particulièrement intéressant pour les flacons de parfums, qui se composent d’un récipient, d’un atomiseur, et d’un
bouchon plus ou moins sophistiqué, parfois en plusieurs éléments. Nous gagnons beaucoup
de temps lorsque nous décelons
à l’avance un problème dans
l’assemblage des pièces ", ajoute
M. Candiani.
La conception des moules
L’évolution constante du marché des cosmétiques et le renouvellement fréquent des pro- La collection standard de
duits nous oblige à prendre en G. Candiani
considération les investissements techniques et financiers par injection, et l’extrusion ou
l’injection par soufflage.
associés.
La solution la plus rationnelle et
la plus économique est celle
d’un emballage standardisé. La
collection standard de G. Candiani propose plus de deux cents
produits différents, tous coordonnés avec des ensembles de
pots et flacons. Cette solution
de qualité, au design élégant et
de capacités diverses, est conforme aux réglementations internationales.
" Les prototypes servent à déterminer les difficultés éventuelles
liées à fabrication du moule et
au matériel de production ",
poursuit M. Candiani. " Dans
les prochaines semaines, nous
allons produire les prototypes de
la nouvelle collection en stéréolithographie, afin d’en valider la
production " .
G. Candiani est depuis plus de
50 ans l’un des leaders italiens
des emballages pour cosmétiques
2
M. Carlo Candiani, directeur
de G. Candiani
G. Candiani a toujours utilisé
une stratégie intégrée de production, avec différentes technologies, telles que le moulage
Des modèles en couleurs,
en 2 jours
Autre point fort, les récipients
aux détails fins et spécifiques,
conçus et développés en collaboration directe avec les clients
du secteur des cosmétiques et
de la parfumerie haut de gamme.
" L’harmonie des formes, le
choix des couleurs et des matériaux, la précision de la finition
et des décorations, une pointe
d’or ou d’argent : c’est la formule magique d’un emballage élégant ", déclare M. Candiani.
Capsules, bouchons, flacons,
éléments en verre, porte-savons,
boîtes de talc et petits nécessaires de maquillage, tous sont
développés avec le plus grand
soin et la meilleure qualité, pour
proposer le meilleur vecteur possible aux marques de parfums et
de cosmétiques prestigieuses.
Chez Candiani, le cycle de
conception et de production est
le suivant :
• réunion d’information sur le
produit : ce qu’il exprime, à qui
il s’adresse.
• conception des éléments plastiques (en collaboration avec
d’autres fournisseurs)
• création du fichier de CAO et
des inserts de moules
• moulage par injection
• décorations et finitions éventuelles.
De grands noms de la parfumerie et des cosmétiques font
confiance à G. Candiani pour la
conception et la production de
leurs emballages les plus originaux.
" Lorsque nous soumettons
notre offre, en concurrence avec
d’autres entreprises, nous pouvons présenter des modèles parfaitement conformes au flacon
en verre final. Le client est toujours surpris de pouvoir immédiatement examiner le flacon, sa
ligne et ses dimensions, et préparer l’emballage correspondant.
Tout cela accélère considérablement le lancement du nouveau
produit ", poursuit M. Candiani.
Le personnel hautement qualifié
de G. Candiani conçoit le produit, en collaboration avec le
verrier. Le récipient en verre sera peint ou agrémenté de pièces
assemblées, conçues et fabriquées par G. Candiani exclusivement pour le client. Ces
étapes imposent de communiquer énormément, et l’utilisation de modèles concrets devient indispensable.
" Une fois que le prototype est
validé, nous utilisons le fichier
de CAO comme base pour
concevoir le moule. Nous
pouvons aussi déterminer
l’épaisseur et le plan de joint à
partir du prototype. Nous évitons ainsi un grand nombre de
corrections et gagnons environ
trois mois par rapport à une
méthode traditionnelle", poursuit M. Candiani.
" Certains clients nous demandent de préparer une gamme
complète de prototypes de flacons, entièrement finis en
termes de couleurs et de surfaces. Ils utilisent souvent ces
pièces en stéréolithographie lors
de salons et autres manifestations, quand le temps manque
pour produire le produit en verre ", explique M. Candiani.
nas a laissé une totale liberté à
G. Candiani.
Tous les composants ont été
conçus sur un logiciel de CAO
3D, et immédiatement produits
sur le système de stéréolithographie, pour obtenir un ensemble
complet, composé du flacon, du
vaporisateur et du bouchon. Ce
modèle, pouvant contenir 25 cl,
mesurait 14 x 14 x 220 mm.
Conception du nouveau
flacon pour le parfum Ce premier échantillon a ensuite passé des tests fonctionnels,
INFLAME
Le flacon n’est pas le moindre
des critères d’achat d’un parfum.
Il peut même être le facteur déterminant.
particulièrement importants
pour le vaporisateur et le bouchon. Le prototype peint a ensuite été présenté au client pour
validation.
La société International Hescanas a confié à G. Candiani la
conception et la fabrication d’un
Une fois l’approbation reçue, G.
Candiani a mis quatre jours
pour livrer 15 autres maquettes
duire directement les moules,
utilisés pour injecter 150 000
flacons et leurs composants, en
4 couleurs différentes.
" Cet exemple illustre parfaitement les gains de temps considérables obtenus grâce à la stéréolithographie, un avantage de
taille pour nos clients. Elle simplifie la réalisation de l’échantillon, et permet de gagner du
temps lors de toutes les étapes
d’étude et de traitement ", déclare M. Candiani.
" La conclusion est évidente :
des gains en temps et en coûts,
donc une solution idéale pour
notre entreprise ", conclut M.
Candiani.
Le flacon du parfum INFLAME, créé et fabriqué par G. Candiani
nouveau flacon de 25/30 cl. Sa
forme en allumette devait renforcer l’idée véhiculée par le
nom du parfum, INFLAME.
En général, le client a son idée
et propose une esquisse du flacon, mais International Hesca-
Maquettes de communication réalisées en stéréolithographie (SL)
en stéréolithographie, immédiatement utilisées pour le lancement du produit en interne.
Dans le même temps, les modèles ont également permis de
fabriquer l’emballage en carton,
sans devoir attendre le produit
fini 3 à 4 mois de plus.
G. Candiani a ensuite utilisé les
données des modèles pour pro-
INDUSTRIE
EMBALLAGE
A P P L I C AT I O N
M O D È L E S D E C O M M U N I C AT I O N E T T E S T S
D’ASSEMBLAGE
PROJET
CONCEPTION ET PRODUCTION DU FLACON DU
PA R F U M I N F L A M E
SOCIÉTÉ
G. CANDIANI SRL
3
Stéréolithographie
Le système SLA® Viper si2 accélère
la fabrication de bijoux et en réduit les coûts
La bijouterie est, dans le monde entier, un secteur très important et
dynamique. On porte de plus en plus de bagues, chaînes, bracelets, boucles d’oreilles, pendentifs, broches et autres types d’accessoires précieux.
Ce dynamisme a engendré au cours de ces derniers mois le besoin de
moderniser les techniques de production.
P
lutôt qu’une modification radicale des
méthodes de travail, la nécessité de faire évoluer les processus de fabrication a
conduit à rechercher de nouvelles technologies, faciles à
intégrer aux procédures habituelles. L’un des principaux
objectifs étant, bien entendu,
d’accélérer la production.
remplie de résine liquide, solidifiant ainsi une couche très
fine. La plate-forme est ensuite immergée de l’épaisseur
d’une couche supplémentaire. Le système de recouvrement Zephyr assure la régularité de la nouvelle couche de
résine liquide qui a recouvert
Ce que la bijouterie at- lithographie. Avec son faistend du Solid Imaging ceau laser de 75 µm de dia• Une haute résolution pour
construire des objets particulièrement détaillés
• La plus grande précision
pour l’assemblage
• Un excellent état de surfa-
Une solution idéale
Dans la gamme des solutions
de solid imaging de 3D Systems, le système de stéréolithographie SLA Viper si2 est
parfaitement adapté aux applications de la bijouterie. Il
accélère considérablement la
réalisation de maquettes, qui
peuvent être utilisées comme
échantillons pour validation
esthétique, comme maîtresmodèles pour le moulage
élastomère ou silicone, ou
encore comme modèles directement utilisables en fonderie
cire perdue.
Le procédé de stéréolithographie
Un système SLA se compose
principalement d’un laser ultraviolet, d’un système de balayage optique, d’une cuve de
résine époxy photosensible,
d’une plate-forme élévatrice
et d’un logiciel qui contrôle
l’exposition, ainsi que la position du laser et de la plateforme.
A partir des données de CAO
3D, le rayon laser ultraviolet
balaie la surface de la cuve
4
Compatible avec le moulage élastomère
la couche solidifiée. Le processus de polymérisation recommence, fabricant ainsi le
modèle par couches successives.
En fin de fabrication, la plate-forme supportant les
pièces remonte et est sortie
de la machine pour procéder
au retrait et à la finition des
pièces. Le système peut être
immédiatement utilisé pour
une autre fabrication.
Le système SLA Viper si2
permet de fabriquer des
pièces aux détails très fins
avec une grande précision. La
finesse des couches permet
d’obtenir un excellent état de
surface.
ce, obtenu par la précision du
tracé et l’épaisseur des
couches
• La compatibilité avec les
méthodes de production traditionnelles
• L’utilisation des modèles
pour le moulage élastomère
et silicone
• La compatibilité avec les
systèmes de CAO utilisés,
comme Rhino, AliasWavefront, …
• La simplicité d’utilisation
Le système SLA Viper
si2 répond à ces exigences
Le Viper si2 est le plus polyvalent des systèmes de stéréo-
mètre et une puissance pouvant atteindre 100 mW, il
produit avec une grande précision des modèles aux surfaces lisses et aux parois verticales extrêmement fines.
Simplement en sélectionnant
le mode de fabrication adapté, l’épaisseur de couche peut
descendre jusqu’à 50 µm. Le
laser, à l’état solide, réduit les
coûts de fonctionnement et
est garanti pour 7500 heures.
Le volume de construction
maximal est de 125 x 125 x
140 mm, en mode haute résolution. Ce volume permet
de produire 44 bagues (identiques ou différentes), de 6 x
22,5 x 21,3 mm chacune, en
seulement 10 heures, soit
une moyenne de 14 minutes
par bague. En mode standard, suffisant pour de nombreux travaux, le système SLA
Viper si2 dispose d’un volume
de construction de 250 x 250
x 250 mm, soit 160 bagues
en 12 heures, c'est à dire 4
minutes et 30 secondes par
bague.
Les matériaux utilisés font
partie de la gamme Accura.
Ils sont compatibles avec le
moulage élastomère et silicone. Le système est équipé du
logiciel 3D Lightyear 1.3
pour le contrôle et la préparation de la fabrication. Il permet de corriger les erreurs
des fichiers au format .stl, de
positionner les pièces sur la
plate-forme et de générer automatiquement les supports
destinés à maintenir les
pièces sur la plate-forme et
les couches en suspend.
Le système SLA Viper si2 est
d’utilisation simple et rapide.
Finition des pièces de
stéréolithographie
Les bagues fabriquées à l’aide
du système Viper si2 peuvent
être sablées ou dépolies à la
poudre d’oxyde d’aluminium,
de corindon ou de verre, avec
des particules d’une taille de
75 à 100 µm. Il est important
d’effectuer le dépolissage une
fois la polymérisation terminée, pour éviter que la
poudre ne se mélange aux résidus de résine et de solvants.
Les pièces peuvent être polies, peintes à l’acrylique ou
aux alkydes, colorées avec de
l’aniline en solution alcoolique et collées à l’aide de
colles époxy bi-composants
ou de résine UV.
Pour des maquettes de communication encore plus réalistes, les pièces peuvent être
chromées ou métallisées.
Pourquoi le système
SLA Viper si2 ?
Essentiellement parce qu’il
répond à toutes les exigences
de la bijouterie. Il offre haute
résolution et précision et répond aux standards d’un système de production grâce à la
reproductibilité des résultats.
Il est très productif et s’intègre facilement aux procédés
de fabrication traditionnels
de la bijouterie. Il est simple
d’utilisation et fiable.
Un système productif, qui s’intègre parfaitement dans l’entreprise, de
par sa compatibilité avec les processus traditionnels
Système industriel fournissant une grande répétitivité de fabrication
Des formes complexes faciles à réaliser à l’aide du système Viper si2
Fabrication de 112 bagues en 20 heures
Compatible avec la fonderie cire perdue
INDUSTRIE
BIJOUTERIE
A P P L I C AT I O N S
M A Q U E T T E S D E C O M M U N I C AT I O N ,
MODÈLES POUR FONDERIE CIRE PERDUE
ET MOULAGE ÉLASTOMÈRE OU SILICONE
5
Frittage par laser
Pour Pitney Bowes, la conception est simple
comme " une lettre à la poste " grâce
à 3D Systems
Pitney Bowes fabrique son OfficeRight à l’aide des technologies
de 3D Systems.
P
itney Bowes est une
société qui propose divers produits et services pour accélérer le traitement du courrier. Ses appareils numériques (machines à affranchir, imprimantes d’enveloppe, plieuses, inséreuses, balances et
copieurs) sont utilisés dans
le monde entier.
Lors de la conception de son
dernier produit, l’OfficeRight Mailer, Pitney Bowes
UK a décidé de se démarquer de la concurrence en
modifiant son processus de
conception. Alors que, jusqu’alors, leurs produits
étaient fabriqués à partir de
composants métalliques, la
décision fut prise de concevoir un appareil presque totalement en plastique.
Chris Ramm, responsable de
l’atelier outillage chez Pitney
Bowes, explique : " Contrairement à nos autres équipements de production à haut
débit, il s’agissait d’un produit de bureau destiné à être
commercialisé dans des magasins de vente au détail. La
décision de passer au plastique fut donc logique ".
Lorsque les concepteurs de
Pitney Bowes travaillaient
avec du métal, ils avaient
l’habitude de sous-traiter la
fabrication des prototypes.
Bien qu’efficace et précise
pour des grandes séries, cette solution avait de nombreux inconvénients. L’OfficeRight Mailer a été l’occasion de traiter le processus
de conception le plus possible en interne.
C’est au cours de cette réflexion que la décision fut
prise de s’équiper du système SLS ® Vanguard si2 de
Pièces en matériau DuraForm PA, réalisées en frittage par laser,
utilisées pour les tests d'assemblages
6
3D Systems pour développer
ses produits et fabriquer automatiquement et rapidement des prototypes fonctionnels à partir des données
de CAO 3D.
Une solution précise et
rapide
Dès que le projet, présenté
par Jim Webster, ingénieur
en chef de la fabrication
chez Pitney Bowes UK, a été
accepté par la direction aux
États-Unis, la recherche du
meilleur partenaire a pu
commencer.
" Le prix n’a jamais été le
principal critère, car toutes
les sociétés avaient des
offres comparables sur ce
point ", explique Jim Webster. " Le plus important pour
nous, c’était la rapidité, la
fiabilité, la précision et la
solidité des pièces. Le système SLS Vanguard si2 était
le plus polyvalent, notamment de par la vaste gamme
de matériaux utilisables.
Ce point était alors important, puisque nous souhaitions avoir la possibilité
d’utiliser le matériau métallique LaserForm pour fabriquer des empreintes de moules
pour injection plastique ".
" Nous avons travaillé avec
plusieurs sociétés, mais 3D
Systems s’est avérée de loin
la plus coopérative lors de la
production des échantillons.
Les pièces ont aussi été évaluées pour leur qualité et
précision. Là encore, le système SLS Vanguard a surpassé ses concurrents. Intégrées au montage test de
l’OfficeRight, pendant le dé-
veloppement des sous-systèmes, les pièces se sont révélées extrêmement utiles
pour la qualification du
concept. La période d’évaluation nous a également
montré que le système de
frittage laser de 3D Systems
était plus rapide et plus précis que celui de son plus
proche concurrent ".
Les délais de fabrication de
Chris Ramm, responsable de
l'atelier outillage de Pitney
Bowes
l’OfficeRight étaient très
serrés. Le système SLS a été
livré et installé à Harlow en
à peine deux semaines. Tous
les utilisateurs ont suivi une
formation d’une semaine, ce
qui fait que le système a été
pleinement opérationnel en
trois semaines.
Le frittage sélectif par
laser : des prototypes
fonctionnels dans de
courts délais
Chez Pitney Bowes, la technologie LS, ou frittage de
poudres, est utilisée pour fabriquer les objets à partir
d’une poudre de nylon DuraForm PA. Les données de
CAO servent à piloter un laser CO2 pour faire agglomérer la poudre et construire,
couche après couche, des
pièces très précises, avec la
plus haute finition. La plateforme de travail se déplace
selon son axe vertical pour
permettre la construction
des couches successives. Ce
matériau a été développé
pour fabriquer des prototypes fonctionnels résistants, conservant leurs propriétés mécaniques à haute
température. Il est également particulièrement adapté à la Fabrication Numérique Avancée ou ADM (Advanced Digital Manufacturing).
" L’un des plus gros soucis
avec nos sous-traitants était
celui des délais, surtout
pour les pièces volumineuses et complexes ", commente Chris Ramm. " Le délai pouvait atteindre 10
jours. Avec notre propre système SLS, les pièces peuvent être conçues dans la
journée, et mises dans les
mains des concepteurs le
lendemain. De plus, en
ayant le système en interne,
l’équipe de développement
de l’OfficeRight a pu contrôler et maîtriser l’ensemble
de la conception ".
Le système SLS a également
permis à Pitney Bowes de
tester un grand nombre de
pièces fonctionnelles cruciales. Les engrenages, boîtiers et autres pièces en
plastiques composant le chemin et l’entraînement du papier ont été construits sur le
système SLS et testés en interne. Tous ces éléments ont
été montés dans le prototype
de l’OfficeRight, et ont subi
des tests fonctionnels de
courte et longue durée,
comportant par exemple le
pliage, l’insertion et la fermeture de 15 lettres par minute. D’ailleurs, la machine
prototype contenait plus de
pièces réalisées par le système SLS que par coulée sous
vide, dans le but de la
rendre aussi fonctionnelle
que possible.
Conçu, fabriqué, testé…
On estime que le système
SLS a raccourci de trois
mois le projet OfficeRight.
Au lieu d’attendre les
grandes pièces 2 à 3 semaines, les concepteurs
pouvaient les contrôler au
bout de 2 à 3 jours. Pitney
Bowes a également relevé
environ 50 % d’économies
sur la fabrication des grosses
pièces par les sous-traitants,
pièces qui pouvaient coûter
de 4 500 à 6 000 e chacune.
" Depuis l’achat de notre
système SLS, nous avons
constaté de nombreux avantages supplémentaires ",
continue C. Ramm. " Nous
avons atteint tous nos objectifs, y compris la production
plus rapide des prototypes,
la possibilité d’utiliser différents matériaux, ainsi que
d’apporter des modifications
majeures à la conception et
de laisser le système fabriquer la nouvelle pièce dans
la nuit ".
Mais C. Ramm expose
d’autres avantages, inattendus ceux-là : " Les concepteurs étaient impressionnés
par la rapidité de fabrication
des pièces. Au plus fort du
projet, l’équipe mécanique
comptait 12 ingénieurs, trois
ingénieurs en chef et 30
personnes. Nous avions cependant une visibilité totale
sur toutes les pièces en
cours de conception, ce qui
n’aurait jamais été possible
avec la sous-traitance. La
possibilité de réaliser des
pièces rapidement, et mieux
encore, de pouvoir les utiliser, fut une aubaine pour les
concepteurs. La précision et
la fiabilité des pièces obtenues par frittage laser a été
telle que nous avons pu les
utiliser jusqu’à un stade très
avancé du processus de
conception ".
Prototype fonctionnel de la machine de mise sous plis
OfficeRight de Pitney Bowes
Post-production
Jim Webster insiste sur le
fait que la décision d’acheter
un système SLS a été aussi
audacieuse que celle de passer au plastique pour de s’attaquer au marché du bureau.
" Bien évidemment, nous
avons tous pris une position
à court terme lors de notre
décision d’investissement
dans un système SLS ", reconnaît J. Webster. " Justifier le choix d’acheter l’équipement pour obtenir le budget représentait un challenge. La décision se basait sur
les prévisions de réduction
des coûts, qu’il était difficile
d’évaluer en l’absence de
pièces effectivement réalisées. Mais une fois l’appareil
installé, l’évaluation préliminaire des économies s’est révélée pessimiste, et les avan-
tages en rapidité, souplesse
et réactivité ont été immédiats. La demande a été telle que la machine a fonctionné 7 jours sur 7 pendant
les 12 premiers mois, avec
seulement une interruption
de 3 jours pour la maintenance ".
A propos de Pitney
Bowes
Pitney Bowes UK, basée à
Harlow – Angleterre, fait
partie de Pitney Bowes Inc.,
un constructeur mondial de
solutions de gestion de documents et de courrier. Basée dans le Connecticut,
USA, la société réalise un
chiffre d’affaires de 4,1 milliards de dollars. Ses produits sont utilisés dans le
monde entier par plus de
deux millions d’entreprises
de toute taille.
INDUSTRIE
ÉQUIPEMENTS DE BUREAU
A P P L I C AT I O N
TESTS D'ASSEMBLAGE ET DE
FONCTIONNEMENT
PROJET
CONCEPTION DU SYSTÈME DE MISE SOUS PLIS
OFFICERIGHT
SOCIÉTÉ
PITNEY BOWES
7
LaserForm
Réalisation rapide de moules en acier :
une solution polyvalente
Grâce aux systèmes de frittage laser et au matériau LaserForm ST-100, le
prestataire italien Resin Model propose des solutions de fabrication qui
réduisent les délais de plus de 70 %.
R
esin Model est un
prestataire de services
piémontais
spécialisé dans le prototypage et la fabrication rapides.
Il utilise les systèmes de frittage laser SLS ® et le matériau LaserForm ST-100,
pour réaliser des empreintes
de moules destinés à l’injection plastique et la production de pièces en aluminium
coulées par gravité.
Resin Model possède une
grande expérience en prototypage rapide avec, à ce jour,
deux systèmes de frittage laser, le premier ayant été acquis en 1997, et deux systèmes de stéréolithographie.
Les clients de Resin Model
sont principalement dans
l’automobile ou l’électroménager, deux secteurs pour
lesquels le passage rapide du
concept au produit fini est
particulièrement crucial.
Resin Model commence par
concevoir la géométrie des
empreintes, à l’aide des logiciels Catia, Computervision
et Materialise, à partir du fichier de CAO ou du dessin
sur papier fourni par le
client.
Les données sont ensuite
transmises, au format STL,
au système SLS qui fabrique
les empreintes, généralement particulièrement complexes.
matériau
ST-100
LaserForm
Le matériau LaserForm ST100, utilisé sur les systèmes
SLS de 3D Systems, consiste en une poudre d’acier inoxydable dont les particules
sont enrobées d’un liant.
La première étape est celle
de la fabrication des empreintes à " vert ", durant
laquelle le laser agglomère
la poudre, couche par
couche. Les pièces obtenues
sont poreuses. Elles sont
alors placées dans un creuset en graphite, pour le
cycle en four à atmosphère
contrôlée.
Durant ce cycle automatisé
de 24 heures, le liant sera
éliminé, les empreintes seront frittées, le bronze sera
infiltré et les pièces seront
refroidies. Les empreintes
sont prêtes pour les finitions et l’assemblage dans la
carcasse du moule, opérations complètement identiques à celles de la méthode traditionnelle.
d’un groupe multinational
qui compte environ 4 300
employés répartis dans 12
usines. Spécialisée dans les
composants électriques et
électroniques, son chiffre
d'affaires de 450 millions
d’euros est réalisé à parts
égales entre l’électroménager et l’automobile.
Dans le cas présent, Biltron
devait commercialiser un
composant de dimensions
relativement importantes
(280 x 140 x 35 mm), le
plus rapidement possible.
Bitron a décidé d’adopter
une nouvelle méthode afin
de respecter les délais, en
réduisant considérablement
la durée du développement
et de la fabrication de l’outillage. Le choix s’est porté
sur Resin Model, qui était
capable de prendre en charge les différentes étapes de
développement du produit,
depuis la conception des
moules jusqu’à la fabrication
des 500 boîtiers nécessaires.
Les pièces ainsi créées ont
une densité supérieure à 95 %
et sont très résistantes.
Par rapport au processus
traditionnel, le gain est de
30 % sur les coûts et de 70 %
sur les délais.
Fabrication de boîtiers
d’engrenage d’un
nouvel appareil élecLa réalisation d’em- troménager
preintes de moules avec
le frittage laser et le La société Bitron fait partie
8
Empreintes en matériau LaserForm pour injection plastique
Couvercle en aluminium du carter d'embrayage du kart
preinte. Une fois le moule
rempli, il est refroidi pour
solidifier l’aluminium. On
l’ouvre alors, pour extraire
la pièce finie.
Empreinte du carter d'embrayage en matériau LaserForm,
réalisée sur un système de frittage par laser 3D Systems
Resin Model a conçu les
moules à partir du fichier de
la pièce fourni par Bitron,
obtenant ainsi trois fichiers
STL correspondants aux
deux empreintes et à un insert.
Le processus d’infiltration
de bronze en four des empreintes LaserForm était
particulièrement critique
car leur taille dépassait les
possibilités habituelles en
fabrication rapide. Resin
Model a donc fabriqué des
creusets spéciaux en graphite, de grande dimension,
pour pouvoir les contenir.
Une fois les empreintes
montées dans le moule, les
500 pièces ont été injectées
en PPO VO.
Seulement 15 jours ont suffi à Resin Model pour livrer
les premiers composants finis à Bitron, soit plus de
deux fois plus rapidement
qu’en utilisant des méthodes
conventionnelles
comme le fraisage ou l’usinage par électroérosion.
Production de carters
d’embrayage en aluminium pour un Kart
100 cc
TM Racing, société italienne fondée en 1976, fabrique
des motos de cross et d’enduro, ainsi que des moteurs
de kart de différentes cylindrées. La société produit environ 1 500 motos et 3 000
moteurs de karts par an,
qu’elle vend principalement
aux Etats-Unis, au Canada
et en France.
Au cours du développement
du nouveau moteur de 100
cc, la commission de validation des produits a exigé
que le carter d’embrayage
soit en aluminium plutôt
qu’en plastique, pour des
raisons de sécurité.
C’est alors que TM Racing a
demandé à Resin Model de
fabriquer l’outillage pour sa
production, choix motivé
par sa capacité à accélérer
considérablement la commercialisation.
Equipement utilisé en
fonderie pour la coulée par
gravité d'aluminium
A partir du dessin papier du
composant, Resin Model a
réalisé le fichier de CAO 3D
Carter d'embrayage en
aluminium monté sur le
moteur du kart 100 cc de la
société TM Racing
et la conception du moule.
Quinze jours après la commande, les deux empreintes
fabriquées en matériau LaserForm ST-100 ont été livrées à la Fonderia Gattelli
de Ravenne, qui a produit
les 3000 carters en aluminium pour TM Racing.
" Le seul travail que nous
avons effectué sur les empreintes a été de positionner
les évents, une opération
qui nécessite généralement
l’expérience et le savoir faire du fondeur ", déclare
Monsieur Gattelli, propriétaire de la fonderie.
Les composants en aluminium pour les motos et
karts de TM Racing sont
toujours coulés par gravité.
Au cours de ce processus, le
moule est assemblé sur une
machine semi-automatique.
Le trou de coulée et son entonnoir sont placés sur la
partie supérieure de l’em-
" Cette méthode utilise traditionnellement des moules
en acier, les seuls qui soient
assez résistants en température. Les empreintes LaserForm ne sont pas en acier
conventionnel, mais elles
ont fourni des carters d’excellente qualité, et aucune
usure significative n’a été
constatée après la coulée
des 3000 pièces ", déclare
M. Gattelli. " Je suis certain
que ce moule pourrait produire au moins 1 000 pièces
supplémentaires ".
En seulement 30 jours, TM
Racing a reçu les 3 000 carters pour ses nouveaux
karts, un délai deux fois
plus court qu’en utilisant
une méthode traditionnelle.
" C’était la première fois
que nous utilisions un procédé de fabrication rapide
pour produire des pièces en
aluminium. Le budget et les
délais de ce projet étaient
très limités. Je peux dire
qu’après avoir constaté la
qualité des carters et leur
précision lors de l’assemblage, cette méthode est réellement avantageuse ", déclare
Claudio Flenghi, directeur
de TM Racing.
INDUSTRIE
ÉLECTROMÉNAGER ET AUTOMOBILE
A P P L I C AT I O N
OUTILLAGE RAPIDE
PROJETS
PRODUCTION DE BOÎTIERS D'ENGRENAGE
EN PLASTIQUE
PRODUCTION DE CARTERS EN ALUMINIUM
POUR KART
SOCIÉTÉ
RESIN MODEL
9
Nouveautés
3D Systems annonce quatre matériaux Accura® pour ses
systèmes de stéréolithographie
3D Systems lance quatre
nouveaux matériaux Accura
pour ses systèmes SLA®, Accura SI 10, SI 20, SI 30 et
SI 40. 3D Systems propose
ainsi une gamme complète
avec des matériaux résistants aux températures élevées, solides et multiusages, compatibles avec
toute la gamme SLA.
" Ces nouveaux matériaux
possèdent des propriétés supérieures à celles actuellement disponibles sur la marché. Notre intense travail de
développement porte ses
fruits, avec la création de
matériaux
adaptés
aux
cision des pièces réalisées,
grâce à sa grande solidité à
l’état vert, sa résistance à
l’humidité, et aux découvertes de 3D Systems pour
accélérer le processus tout
en conservant une qualité
irréprochable ", déclare
Mervyn Rudgley, directeur
produits. Associé aux supports FinePoint, le matériau
SI 10 accélère le nettoyage,
et donc le travail manuel associé à la finition.
Il permet de créer des
pièces avec un aspect lustré
sur les surfaces supérieures,
est idéal pour les parois
fines et les maîtres-modèles.
" Les styles de fabrications
développés par 3D Systems
accélèrent la construction
tout en conservant une qualité parfaite des pièces. La
résistance à vert et le faible
délai de recouvrement du
matériau Accura SI 20 permettent de supprimer le délai de pré-immersion et de
réduire l’attente verticale.
Ainsi, il est 20 % plus rapide
que les autres matériaux
pour le système SLA 7000 ",
précise M. Rudgley.
Il dispose de propriétés si-
Accura SI 30, maté- milaires à celles du Nylon
riau pour des proto- 6.6 et est disponible pour
l’ensemble
des
platestypes fonctionnels
formes SLA.
Egalement pour les systèmes à laser solide, ce matériau, rapide et résistant,
est idéal pour créer des prototypes fonctionnels grâce à
un durcissement rapide et
une faible viscosité.
Accura SI 40, matériau où résistances à
la température et aux
chocs sont enfin réunies
contraintes du prototypage
rapide et de la Fabrication
Numérique Avancée ", déclare Grant Flaharty, directeur général de 3D Systems.
Accura SI 20, un matériau idéal pour les
applications à variation de température et
les emboîtements
Accura SI 10, un ma- Disponible pour les systériau extrêmement tèmes à laser solide, ce mapolyvalent
tériau blanc, durable et ré" Déjà utilisé par quelques
clients, le matériau Accura
SI 10 se distingue par sa
longévité en cuve et la pré-
10
sistant à l’humidité, offre
une grande solidité à l’état
vert, ainsi qu’un rendement
élevé.
pour réaliser des tests fonctionnels ".
" Jusqu’à présent, il fallait
choisir entre des matériaux
de stéréolithographie résistants à la température ou
résistants aux chocs. Le matériau Accura SI 40 est le
premier à combiner ces
deux qualités. Il est parfait
pour l’automobile, notamment pour les pièces sous
capot moteur, les tests en
soufflerie et l’analyse des
écoulements ", poursuit M.
Rudgley. " Le matériau Accura SI 40 produira des
pièces transparentes, avec
un module d’élasticité en
flexion élevé, un allongement à la rupture modéré et
une température de fléchissement sous charge élevée,
permettant de percer, tarauder et boulonner les pièces
" Nous nous réjouissons des
développements et avancées
réalisés lors de la création
de ces nouveaux matériaux.
En diversifiant notre offre,
nous devrions élargir nos efforts en développement et
partenariats. Notre solution
complète intègre un savoirfaire international pour proposer des matériaux prêts à
l’emploi, adaptés aux exigences de nos clients ",
conclut G. Flaharty.
3D Systems fournit une solution de Fabrication Numérique
Avancée à une nouvelle filiale de Boeing, ODM
3D Systems annonce l’achat de
deux systèmes SLS Vanguard si2
par On Demand Manufacturing
(ODM), nouvelle filiale de
Boeing, basée à Camarillo en
Californie.
Ces deux systèmes de frittage sélectif par laser seront utilisés
pour produire rapidement et à
faibles coûts des petites séries de
pièces complexes, difficiles à fabriquer. Avec cette solution de
Fabrication Numérique Avancée, l’outillage et le moulage
sont éliminés, ce qui diminuera
considérablement les délais et
coûts de production.
Pour son premier contrat, ODM
fournira à Boeing des pièces
pour les conduits des systèmes
de régulation climatique des
avions militaires.
" Nous commençons par des
pièces non travaillantes, mais
nous comptons aller beaucoup
plus loin ", déclare John Wooten, directeur général d’ODM.
" Nous avançons rapidement et,
si tout se passe comme prévu,
nous commanderons plusieurs
autres systèmes SLS en 2003 ".
" Notre technologie de frittage
sélectif par laser est particulièrement adaptée aux besoins
d’ODM en matière de Fabrication Numérique Avancée ", explique Scot Thompson, directeur d’affaires pour l’aéronautique chez 3D Systems. " Nos
récents progrès en matière de
logiciels, matériaux et processus
ont fait évoluer cette technologie du stade de la fabrication de
prototypes à celui de la production de pièces directement utilisables ".
Les avantages de la Fabrication Numérique Avancée pour
ODM
Les ingénieurs concepteurs peuvent concevoir en toute liberté
des pièces fonctionnelles, sans
se soucier des contraintes liées à
une fabrication traditionnelle.
Grâce aux systèmes SLS, ODM
peut produire des composants à
la demande à partir de données
numériques.
" Nous sommes très heureux de
continuer à développer des solutions de Fabrication Numérique
Avancée pour l’aéronautique
avec Boeing et ODM ", poursuit
Scot Thompson. " Boeing est un
véritable pionnier de ces solutions, et utilise déjà des systèmes
SLS pour des pièces de production destinées à d’autres applications aéronautiques militaires.
Leur vision et leur maîtrise des
contraintes spécifiques à ce secteur expliquent leur extraordinaire succès dans la fabrication
sans outillage. Cette stratégie de
fabrication à la demande devrait
conduire ODM et Boeing à la
tête de ce secteur ".
A propos d’ODM
Créée le 6 juin 2002, ODM est
une filiale de Boeing. Elle est issue d’un projet intitulé Innovation Initiative, qui permet aux
employés de proposer et développer de nouveaux concepts en
se basant sur une technologie
ou sur les atouts commerciaux
de la société (ici, la technologie
du frittage laser). Les meilleurs
concepts donnent naissance à
de nouvelles filiales, qui peuvent
être dirigées par les employés à
l’origine des projets.
3D Systems et Renault F1 fondent le premier centre de
Fabrication Numérique Avancée dédié à la Formule 1
3D Systems annonce un partenariat avec Renault F1 et la création d’un centre de Fabrication
Numérique Avancée à Enstone
en Angleterre. Il sera dédié à la
conception et à la fabrication de
pièces en petite série pour les véhicules de l’écurie.
" Depuis le début de nos rapports en l’an 2000, nous avons
été impressionnés par le niveau
d’intégration de nos systèmes de
solid imaging dans leurs processus de conception et de fabrication. La création du centre de
Fabrication Numérique Avancée
3D Systems chez Renault F1 est
le fruit d’un effort commun pour
continuer le travail extraordinaire réalisé pour les tests en soufflerie, mais aussi pour le développement de pièces montées directement sur les voitures pour
les essais ou la course ", déclare
Mike Kelly, directeur ventes et
marketing Europe de 3D Systems.
sormais de quatre systèmes haut
de gamme SLA 7000, d’un système à pâte OptoForm et d’une
imprimante ThermoJet®, et sera
complété plus tard de systèmes
de frittage sélectif par laser SLS®
de 3D Systems.
" Le système SLA® 5000, acquis
en 1998 pour la réalisation de
pièces pour tests de soufflerie, a
rapidement été surchargé ", déclare Mike Gascoyne, directeur
technique de Renault F1 en Angleterre. " Aussi, nous avons conclu, en l’an 2000, un partenariat
technique avec 3D Systems, et
acquis deux systèmes SLA 7000.
En ajoutant nos toutes récentes
acquisitions, le nouveau centre
de Fabrication Numérique Avancée va nous permettre de dépasser nos prévisions concernant la
conception et la production de
pièces. C’est un grand pas en
avant pour la formule 1 ".
Le centre a reçu, en septembre
2002, deux systèmes SLA 7000
supplémentaires et un système
OptoForm, avec une mise en
service complète en décembre
2002. Ainsi, le centre dispose dé-
A propos de l’écurie Renault F1
Renault commémorait en juillet
2002 ses 25 ans de compétition
en sports automobiles. Deux ans
seulement après s’être attaqué
au Championnat du monde, Renault est reconnu comme un
concurrent de taille. Dans les années 90, Renault a été le premier
constructeur en Formule 1, remportant six titres comme partenaire des écuries Williams et Benetton. 2002 est l’année du
grand retour en course d’une
écurie 100 % Renault. Renault
F1 est une division appartenant exclusivement à la société
Renault.
11
Nouveautés
3D Systems annonce le développement de nouveaux
matériaux aluminium, nylon et acier pour ses systèmes
de frittage laser
Quatre nouveaux matériaux
courant 2003, pour produire
des pièces personnalisées et
de plus en plus complexes,
sans les contraintes de la fabrication traditionnelle.
3D Systems a annoncé, à
l’occasion de la réunion des
utilisateurs de systèmes
SLS ® qui s’est déroulée du
29 septembre au 2 octobre
2002, le lancement de
quatre nouveaux matériaux
entre fin 2002 et mi-2003. Il
s’agit de la nouvelle version
de la poudre d’acier LaserForm ST-200, d’ores et déjà
disponible, et de poudres
d’aluminium, de nylon ignifugeant et d’acier A6.
" Nous réalisons d’énormes
progrès dans le développement de matériaux pour les
systèmes SLS. Les résultats
de nos programmes sont très
prometteurs ", déclare Grant
Flaharty, directeur général
de 3D Systems. " Le matériau à base d’aluminium a
été créé en partenariat avec
les universités du Queensland et UniQuest (Australie)
et nous avons développé en
interne le nylon ignifugeant
qui a passé les tests de la Federal Aviation Administra-
tion (FAA) ".
Avec ces nouveaux matériaux, l’industrie automobile
et la grande consommation
pourront
fabriquer
des
pièces complexes en aluminium, sans les délais et les
coûts associés à la coulée
sous pression. " Nous
sommes sur le point de permettre la production de
pièces complexes personnalisées en nylon ou en métal.
Nos nouveaux matériaux
trouveront des applications
dans les domaines de l’outillage (matériaux LaserForm
et acier A6), des pièces de
Salon
Rédaction
3D Systems exposera une nouvelle
machine et présentera ses nouveaux
matériaux au Micad 2003
Lors du Micad 2003, 3D Systems
dévoilera son imprimante 3-D
InVision si2, démontrera ses
dernières avancées en stéréolithographie et fournira de
nouvelles perspectives avec les
matériaux de frittage par laser
en cours de développement, et
ce du 1er au 3 avril 2003, sur
le stand G20, Hall 3 du parc
des expositions – Paris Porte
de Versailles.
L’imprimante 3-D InVision si2
combine un matériau thermo
fusible photodurcissable et la
simplicité du procédé d’impression jet d’encre. Conçue
pour un environnement de
bureau, elle permettra aux
concepteurs, ingénieurs et
autres utilisateurs de données
3D de créer facilement et rapidement des maquettes et
12
production pour l’aviation
(nylon ignifugeant), des
composants en acier A6 et
des pièces en aluminium
d’une qualité équivalente à
celle de la coulée sous pression ", précise Grant Flaharty.
Avec l’adoption de la Fabrication Numérique Avancée,
les concepteurs et ingénieurs vont pouvoir ajouter
des détails personnalisés et
créer des pièces complexes
sans être limités par les
contraintes de la fabrication
traditionnelle.
Le Micad 2003 sera également l’occasion d’avoir un
aperçu des projets de développements pour le second semestre 2003 des matériaux
pour frittage par laser : un
aluminium pour la fabrication
Réalisation graphique :
Mandala Design & Communication
www.mandala-design.com
Reproduction interdite
prototypes résistants, de grande qualité, à moindre coût.
3D Systems présentera ses
tous derniers matériaux, Accura®
SI 10, SI 20, SI 30 et SI 40,
pour systèmes de stéréolithographie. Cette gamme renforce l’engagement de 3D Systems
de produire des matériaux qui
répondent aux exigences du
prototypage rapide et des marchés de la Fabrication Numérique Avancée ou ADMSM
(Advanced Digital Manufacturing).
Edition : 3D Systems France
Contact : Rozenn SELLIN
directe de pièces en métal, un
acier A6 pour la réalisation
d’outillages de production
plus résistants et un polyamide ignifugeant pour des applications de Fabrication Numérique Avancée.
3D Systems France
Parc Club Orsay Université
26, rue Jean Rostand
91893 ORSAY CEDEX
Tél. : (+33) 01 69 35 17 17
Fax : (+33) 01 69 35 17 18
E-mail : [email protected]
www.3dsystems.com
Nasdaq : TDSC