Comment le SLS résout des problématiques chez Bendix Commercial Vehicle Systems LLC
L’impression 3D de fixations de test et d’aides à la fabrication a permis à Bendix Commercial Vehicle Systems (Bendix) d’économiser près d’un quart de million de dollars l’an dernier. Cette entreprise basée à Avon, dans l’Ohio, est un fournisseur et développeur de premier plan de technologies de sécurité active de pointe, de solutions de gestion de l’énergie et de systèmes de charge et de commande de freins à air pour les véhicules utilitaires et les bus scolaires à travers l’Amérique du Nord.
Cette année, en bonne voie de dépasser ce chiffre, Bendix s’appuie sur son parc d’imprimantes 3D. Cependant, malgré dix systèmes d’impression 3D avancés différents en interne, plus d’un tiers de leur production provient des imprimantes SLS (frittage sélectif par laser) de la série Fuse de Formlabs. Au cours des dix premiers mois de 2025, leurs imprimantes Fuse 1+ 30W ont imprimé plus de 3 235 pièces, dépassant de loin leurs imprimantes Bambu et Stratasys.
« L’écosystème Fuse est excellent. Nous adorons la Sift, et la Fuse Blast est une machine primée. Le prix de la Fuse est un atout. Ça doit me plaire, puisque je continue à la promouvoir chaque fois que nous parlons de fabrication additive chez Bendix.
Mark Matko, équipe Advanced Engineering & Additive de Bendix
Mark Matko tient un suivi détaillé de la productivité de chacun de ses procédés d’impression 3D. Depuis le début de l’année 2025 (jusqu’en novembre), il a imprimé plus de 3 235 pièces sur son imprimante SLS de la série Fuse, davantage que sur ses imprimantes FDM Stratasys de paillasse, ses SLA de bureau ou ses FDM de bureau, tout en maintenant des coûts bas.
Avec près de trois millions de semi-remorques en circulation aux États-Unis, chacun parcourant en moyenne 72 000 kilomètres par an, Bendix doit garantir des systèmes fabriqués avec une grande précision, fiables et parfaitement traçables, jusqu’à la moindre broche en acier. Bien que l'introduction de l'impression 3D puisse être difficile avec ce niveau de surveillance, Bendix s'efforce de mettre en place un système de suivi de l'IA pour l'impression 3D dans différents départements qui servira de modèle à tout fabricant cherchant à développer la fabrication additive. Le modèle d’IA s’appuiera sur les données extrêmement détaillées que M. Matko a collectées sur l’impression 3D au sein de l’équipe Advanced Engineering & Additive.
En démarrant avec des fixations de test à fort impact et des aides à la fabrication, M. Matko et l'équipe d'ingénieurs de Bendix ont pu améliorer les procédés, accélérer les cycles de développement et réduire les coûts à l'échelle de l'entreprise.
Les défis de la fabrication additive dans l’industrie des véhicules utilitaires
Bendix a imprimé plus de 3 200 pièces sur son imprimante Fuse 1+ 30W depuis le début de l’année 2025 (jusqu’en novembre), dépassant même ses imprimantes FDM à haut volume.
M. Matko retire des pièces du Fuse Blast, qui a considérablement réduit le temps de post-traitement manuel des pièces SLS, facilitant la gestion de volumes plus importants.
L’impression 3D pour la fabrication de véhicules utilitaires n’est pas nouvelle, mais elle reste presque toujours cantonnée aux départements R&D et aux équipes de prototypage itératif. Pour en faire une technologie prête pour la production — capable de mettre des pièces imprimées en 3D sur la route ou en atelier — chaque fabricant doit développer des systèmes de suivi afin que chaque composant imprimé bénéficie du même niveau de traçabilité qu’un ressort métallique ou qu’un conduit moulé.
« Les défis auxquels nous sommes encore confrontés, c’est que si nous produisons en fabrication additive, nous devons garantir la traçabilité jusqu’à l’imprimante et même à l’emplacement dans la machine », explique M. Matko.
Pour des pièces contribuant à la sécurité de camions de 36 tonnes circulant sur autoroute, cette traçabilité peut littéralement sauver des vies. Mais la mise en place d’un tel système automatisé prend du temps. Bien que M. Matko dispose déjà de trois années de données sur le coût par pièce, les performances machines, les économies réalisées et les gains d’efficacité, des progrès restent à accomplir. Pour mettre en circulation des composants destinés à un usage final, il faudra valider les cas d’usage à l’aide d’aides de fabrication, de prototypes, de maquettes et d’autres dispositifs.
Ce support de caméra a été conçu dans le cadre d’une installation robotisée entièrement imprimée en 3D sur la ligne de production, pendant la fabrication de l’outillage en aluminium. La caméra mesure visuellement les pièces entrant dans une cellule d’assemblage d’amortisseurs moteur afin d’indiquer au bras robotisé quelle taille de pince utiliser pour les manipuler.
« Tout ce que nous voulons produire en fabrication additive passe par plusieurs mois d’essais, quelle que soit la pièce. Nous fabriquons des produits liés à la sécurité, donc aucune défaillance n’est acceptable ; c’est le principal défi de la fabrication additive », explique M. Matko.
Mais avant de valider des pièces imprimées en 3D pour un usage final, M. Matko construit le dossier en s’appuyant sur toute une gamme d'outillages imprimés en 3D SLS, rentables et à fort impact — fixations, gabarits, outils en bout de bras et autres aides à la fabrication — qui rendent la production plus rapide et plus homogène.
Aides à la fabrication imprimées en 3D chez Bendix CVS
Pour un fabricant qui produit des assemblages aussi complexes, et pour une large gamme de véhicules utilitaires, les aides à la fabrication et les outils qui les génèrent doivent être polyvalents. M. Matko dispose d’un parc d’imprimantes 3D varié, chacune ayant ses propres atouts. Il se tourne toutefois vers le SLS près de la moitié du temps, en raison de sa capacité à produire des pièces fonctionnelles capables de résister à des tests exigeants.
« Nous pouvons appliquer de la pression d’air sur des pièces SLS, nous pouvons les tarauder pour y ajouter des filetages ou des raccords. Nous pouvons produire de nombreuses petites pièces comme des pièces plus grandes, avec des géométries très libres, et les obtenir rapidement, sans post-traitement lourd. »
Mark Matko, équipe Advanced Engineering & Additive de Bendix
M. Matko imprime presque tous les jours sur la série Fuse. Voici quelques projets récents où le SLS a permis à Bendix de réaliser des économies significatives ou d’optimiser son processus de fabrication en facilitant le travail des opérateurs, en réduisant les temps d’arrêt ou en remplaçant des pièces défectueuses.
Couvercle du boîtier de commande (fabrication de 1 000 pièces par an)
Contexte : résoudre le problème de l’obsolescence des pièces produites par les fabricants d’équipements d’origine
Produire cette pièce en SLS permettrait de réduire son coût jusqu’à 40 % par rapport à des méthodes traditionnelles comme le moulage par injection.
Le couvercle du boîtier de commande recouvre le système électronique qui gère l'alimentation en air continu dans les véhicules utilitaires. Elle était auparavant moulée en une seule pièce avec la valve, mais sa production en faible volume était très coûteuse. Comme ce composant reste nécessaire dans l’industrie des véhicules utilitaires, l’impression 3D constitue une solution plus économique.
Bien qu’il s’agisse de faibles volumes, les clients constructeurs et ceux de l’après-vente ont besoin de cette pièce, ce qui en fait un composant à forte marge. « C’est en réalité l’un de nos leviers pour gérer l’obsolescence, et l’une des principales raisons pour lesquelles nous utilisons l’impression 3D. Nous ne voulons pas réoutiller ces pièces, car elles sont produites en faibles volumes. Nous pouvons en imprimer 1 000 par an, puis ne plus jamais supporter de coûts d’outillage, même en cas de modifications de la pièce », explique M. Matko.
Support de caméra
Cet assemblage en plusieurs éléments maintient la caméra IA utilisée dans une cellule d’assemblage robotisée pour les amortisseurs moteur. Les amortisseurs étaient auparavant assemblés manuellement, mais ils sont désormais produits par un bras robotisé entièrement automatisé. La caméra IA mesure chaque composant afin d’indiquer à la cellule quelle taille de pince utiliser.
Lors de la programmation et de la mise en place de la cellule, M. Matko a imprimé chaque fixation, support, équerre et pince sur la série Fuse. Le support de caméra a été conçu avec des ajustements serrés à chaque jonction, de sorte qu’il peut être assemblé au maillet tout en assurant un maintien solide — il est fixé à la caméra par des boulons en acier.
« Nous avons pu tester et programmer la cellule robotique sans attendre l’outillage en aluminium — tout a été imprimé sur la Fuse, et nous avons pu itérer plusieurs fois sur chaque pièce sans ralentir le processus, tout en réalisant des économies importantes sur l’usinage », explique M. Matko.
Boîtier et couvercle (par lot de 1 000 pièces)
Cette pièce en deux parties permet de souder le connecteur sur la carte électronique, puis de l’installer comme un ensemble unique. Un joint assure l’étanchéité entre les deux parties, et la partie supérieure s’enclenche en place.
Avant d'imprimer cela en 3D, Bendix réalisait un surmoulage de la carte électronique, en injectant du plastique autour de la pièce après assemblage.
« Bien que la pièce ne soit pas exposée à l’environnement, elle est désormais pratiquement étanche. Le boîtier SLS en deux parties s’assemble parfaitement, ce qui permet de retirer les composants si nécessaire, contrairement au plastique surmoulé », explique M. Matko.
Testeur de valve de stationnement : Bendix MV-3 Dash Valve
Ce produit fait partie d’une fixation de test de durée de vie. Dans ce testeur de valve de stationnement, un mécanisme actionne les boutons en entrée et en sortie — comme le ferait un conducteur sur plusieurs années.
Avant l’impression 3D, Bendix utilisait des pièces en aluminium usinées, qui usaient prématurément les boutons. Les pièces du testeur en aluminium étaient plus durables que les boutons, ce qui amenait Bendix à remplacer ces derniers avant d’atteindre leur véritable durée de vie.
« Avec des pièces en nylon SLS, nous pouvons en imprimer une vingtaine sur la Fuse et les remplacer au besoin, puisque nous sommes encore en phase de test de durée de vie : c’est le montage qui encaisse l’usure, pas la pièce testée », explique M. Matko.
Capot de protection pour la maintenance des camions électriques
Lorsqu’ils interviennent sur un semi-remorque électrique, les opérateurs doivent couper l’alimentation électrique pour des raisons de sécurité. Même si le fabricant de ces connecteurs vend des capots de protection, il arrive que les intervenants oublient de les apporter, ce qui bloque toute intervention tant que le connecteur n’est pas protégé. Au lieu d’attendre six heures pour un remplacement, Matko a imprimé une pièce de substitution sur la Fuse en 90 minutes, ce qui a permis de lancer immédiatement l’intervention.
Pièce de démonstration de compresseur électrique
Cette pièce de démonstration (en haut) est une reproduction à l’échelle 1:5 du compresseur électrique que Bendix fabrique et commercialise. Bien qu’elle ne mesure qu’environ cinq pouces de long, cette pièce comporte une tirette fonctionnelle qui tourne réellement.
« Pouvoir imprimer une pièce avec un tel niveau de détail, sans nécessiter beaucoup de post-traitement, a été extrêmement précieux pour les salons professionnels et les visites clients. Le modèle 3D nous permet de montrer la conception du composant réel sans avoir à sortir l’ensemble du compresseur », explique M. Matko.
*Prix du matériau hors remise sur volume. Contactez l’équipe commerciale pour en savoir plus.
Prochaines étapes chez Bendix avec la fabrication additive
Ce capot de protection utilisé pour la maintenance des camions électriques de Bendix a été imprimé rapidement sur la série Fuse, permettant à l’équipe MRO d’intervenir immédiatement au lieu de devoir parcourir des heures pour récupérer la pièce fournie par le constructeur.
Les aides à la fabrication, les prototypes, et les pièces de démonstration pour salons sont ce que Bendix imprime depuis des années. Avant de passer à la production de pièces d’utilisation finale, l’entreprise vise à devenir experte en fabrication additive. Bendix est une filiale du groupe Knorr-Bremse, basé à Munich, en Allemagne. L’Allemagne est depuis des années à la pointe de l’innovation en impression 3D, en particulier dans l’industrie automobile. « Nous appartenons à un groupe allemand qui promeut activement l’utilisation de la fabrication additive. L’objectif final est d’atteindre un stade où nous pourrons lancer une production de pièces d’utilisation finale en impression 3D. Nous arrivons justement à un moment où la technologie et les matériaux répondent enfin aux exigences de l’industrie automobile, et leur exploitation nous positionnera favorablement sur le marché », explique M. Matko.
La dynamique est positive : la rigueur de suivi de M. Matko a permis de démontrer la valeur de l’impression 3D à l’échelle de l’entreprise. Celle-ci est désormais reconnue, pour certaines pièces, comme une alternative à la fabrication traditionnelle et, pour d’autres, comme un levier d’amélioration des processus.
« Notre prochaine étape est de passer à la fabrication additive pour la production. Nous cherchons à identifier les pièces pouvant être produites en fabrication additive. Il existe probablement 10 000 pièces présentant un potentiel, et peut-être 10 % d’entre elles finiront par être produites en impression 3D pour une utilisation finale. Notre équipe Advanced Manufacturing Engineering pilote un groupe transverse chargé d’évaluer les options permettant de passer du développement produit à la production. Cela implique des simulations, l’utilisation de normes industrielles établies aux États-Unis et à l’international, ainsi que le recours à l’IA pour déterminer quels composants répondent aux critères de production. »
Pour en savoir plus sur l’impression 3D SLS pour les aides à la fabrication ou la production de pièces finales, rendez-vous sur notre site. Pour tester vous-même Nylon 12 Powder, demandez un échantillon gratuit imprimé en 3D en SLS.