Fabrication de systèmes de commande personnalisés pour les machines et les véhicules grâce à l'impression 3D SLS

La société allemande IBL Hydronic produit des solutions électroniques, hydrauliques et logicielles personnalisées pour les machines et les véhicules utilisés dans l'entretien municipal, la construction, l'agriculture, la sylviculture et bien d'autres secteurs. 

Grâce à leur imprimante 3D SLS Fuse 1, ils sont en mesure de créer rapidement des prototypes fonctionnels et de produire en interne des composants hydrauliques complexes destinés à une utilisation finale.

Au cours de notre entretien, Tom Heindl, concepteur de produits techniques d'impression 3D chez IBL Hydronic, nous a expliqué comment l'impression 3D SLS favorise l'innovation dans les solutions de contrôle et comment les flux de travail peuvent être optimisés et accélérés.

IBL Hydronic développe et fabrique des systèmes de contrôle pour une large gamme de machines industrielles destinées à des secteurs tels que la construction, l'agriculture et la sylviculture, ainsi que pour les véhicules d'entretien municipaux. Il s'agit d'une entreprise de niche, qui propose à la fois le matériel pour les composants de contrôle et le logiciel personnalisé correspondant. 

« Nous développons des solutions hydrauliques et électroniques innovantes. Notre gamme va des simples blocs de contrôle aux commandes d'appareils prêts à être connectés et dotés d'une interface utilisateur avancée », a expliqué M. Heindl. 

Afin de pouvoir répondre rapidement aux demandes individuelles des clients, IBL produit principalement des composants en interne, dans lesquels l'impression 3D joue un rôle clé. 

À la fin de certains projets, les équipes d'IBL ont réalisé qu'elles avaient atteint les limites structurelles et conceptuelles des processus de fabrication conventionnels et ont donc commencé à envisager des solutions d'impression 3D. Dans un premier temps, les tâches d'impression ont été confiées à des prestataires de services externes, mais la demande était si forte que l'entreprise a décidé d'investir dans sa première imprimante 3D interne en 2019. 

« Nous avions deux priorités principales avec l'impression 3D : nous voulions que les caractéristiques optiques, telles que les lignes de couche, restent invisibles et nous voulions obtenir une liberté de conception maximale. Après avoir rencontré des problèmes de qualité avec d'autres technologies d'impression 3D, nous avons opté pour une imprimante 3D SLS Fuse 1 », a déclaré M. Heindl.

Selon M. Heindl, le principal avantage de la technologie d'impression 3D SLS et de la possibilité d'imprimer sur la Fuse 1 avec de la poudre de nylon est l'absence de structures de support. Ce processus a permis de réaliser de nombreux nouveaux projets importants qui auraient été irréalisables autrement. Le fonctionnement intuitif est également important pour lui et son équipe, car il permet à n'importe qui de travailler avec l'imprimante, ce qui optimise les processus de développement et de production. 

« Avec une imprimante 3D SLS à notre disposition, nous n'avons plus besoin de recourir à des méthodes de production telles que le fraisage, le tournage ou l'usinage CNC. Cela nous permet d'économiser beaucoup de temps, d'argent et d'espace », explique M. Heindl.

Depuis 2019, IBL a régulièrement développé ses activités d'impression 3D pour répondre à la demande croissante.

L'un des grands avantages de l'adoption de la Fuse 1 en interne est la flexibilité, qui permet à M. Heindl et à son équipe de se concentrer sur les clients comme jamais auparavant. 

Lorsqu'IBL développe des commandes pour des fabricants de machines agricoles ou de véhicules d'entretien communaux, elle ne peut pratiquement jamais utiliser de composants standard. L'entreprise se concentre sur les défis et les besoins spécifiques de chaque client et développe en interne des solutions dédiées avec l'imprimante 3D SLS.

Il s'agit d'un argument de vente exclusif sur leur marché de niche, qui les distingue des offres des concurrents utilisant des méthodes soustractives ou des processus de moulage par injection. En outre, le moulage par injection implique des coûts élevés et une complexité considérable, ce qui le rend peu rentable pour l'entreprise, compte tenu de la quantité limitée de pièces dans chaque petit lot.

« Habituellement, les entreprises de ce secteur produisent des véhicules et des équipements en petites séries. Nous produisons donc des lots de 100 à 250 pièces. Pour nous, il est hors de question d'investir dans de grands parcs de machines de production internes, car nous ne les utiliserions que pour des tâches occasionnelles et de petites quantités de pièces », a expliqué M. Heindl. 

Avec des délais d'exécution rapides et la possibilité d'utiliser l'imprimante 3D à pleine capacité, le retour sur investissement d'une imprimante SLS Fuse 1 en interne est garanti. De plus, l'entreprise peut désormais répondre à davantage de demandes grâce à des capacités de production accrues.

Récemment, IBL Hydronic a travaillé sur le développement d'un panneau de commande personnalisé pour une machine spécifique, pour le compte d'un fabricant de machines agricoles. Le projet a été achevé en un temps record. En l'espace d'un mois seulement, le module de contrôle était terminé et prêt à être livré. 

Les éléments du boîtier ont été fabriqués par impression 3D SLS, puis assemblés et dotés d'un accoudoir en cuir. Pour créer un design fonctionnel mais esthétique, l'équipe a ajouté une finition de surface au modèle 3D au cours du processus de conception. Les composants imprimés en 3D par SLS ont ensuite été poncés et teintés dans un bain coloré. Le résultat est un assemblage composé d'éléments finaux entièrement produits par impression 3D SLS, avec une finition de surface semblable au cuir qui améliore l'esthétique et complète l'ensemble de la conception. 

L'équipe d'IBL utilise les technologies d'impression 3D SLS et SLA pour exploiter la liberté totale de fonctionnement et de conception propre à la fabrication additive.

Par exemple, les petites pièces telles que les boutons blanc et orange ont été produites sur une imprimante 3D SLA, l'une des rares technologies d'impression 3D permettant d'obtenir des composants translucides et transparents. Dans ce module de contrôle, par exemple, des fonctions spécifiques doivent être intégrées dans le logiciel pour émettre des signaux d'avertissement clignotants en cas d'erreur du système.

La rapidité et la flexibilité offertes par la fabrication additive sont cruciales dans les processus de développement de nouveaux modules de contrôle d'IBL. L'impression 3D en interne permet de réduire les longs délais typiques de la phase de discussion et de planification avec les prestataires de services externes. L'entreprise peut ainsi fournir des résultats plus rapides à ses clients.

En outre, les modifications de conception peuvent être mises en œuvre beaucoup plus facilement et rapidement qu'avec les méthodes de production traditionnelles. 

« L'impression 3D permet de changer complètement de direction à tout moment. La vitesse à laquelle je peux éditer le fichier dans le logiciel de CAO et l'imprimer sans avoir à régler l'outillage ou la machine est inégalée par d'autres méthodes de production telles que l'usinage CNC », a déclaré M. Heindl.

M. Heindl et son équipe prévoient d'utiliser l'expérience acquise pour passer à de nouveaux matériaux, de nouvelles capacités de production et de nouvelles possibilités de conception dans un avenir proche. Des projets tels que ce panneau de commande imprimé en 3D ont jeté les bases de nouvelles approches et élargi les horizons de l'entreprise.