Réduction des coûts et renforcement de la résilience de la chaîne d’approvisionnement chez Cool Machines grâce à Tough 1000 Resin
« Les produits finis que nous proposons doivent pouvoir supporter nos tests de résistance extrême effectués à des températures très basses. Ces pièces doivent pouvoir résister à des conditions d'utilisation difficiles, et Tough 1000 Resin s'avère à la hauteur. »
Adam Warren, dessinateur et concepteur mécanique, Cool Machines
Cool Machines est un fabricant basé dans l’Ohio, spécialisé dans les machines et technologies d’isolation. Pour Andy Schulte, directeur des opérations, la résilience de la chaîne d'approvisionnement et la réduction des coûts sont essentielles. Grâce à la Form 4 et à Tough 1000 Resin, Cool Machines développe et fabrique des pièces d'utilisation finale capables de résister à des températures très basses, à des chocs et à des pressions pouvant atteindre 600 psi.
Les pièces destinées aux aspirateurs et aux souffleuses d'isolation ont des structures internes complexes. Les séries de production sont petites, généralement de 10 à 100 pièces, ce qui signifie que le moulage par injection n'est pas viable financièrement, tandis que la sous-traitance de l'usinage de l'aluminium peut prendre jusqu'à deux mois.
Adam Warren, dessinateur et concepteur mécanique, explique que l’entreprise a commencé avec des imprimantes résine Elegoo, et en a intégré trois en interne pendant la période COVID afin de renforcer la résilience de sa chaîne d’approvisionnement. Cependant, les imprimantes posaient constamment des problèmes et l'assistance technique était injoignable. M. Warren explique : « À ce moment-là, j'ai commencé à chercher des imprimantes 3D avec un support technique sur lequel je pouvais vraiment compter, et je voulais un support technique américain. »
« Il n'y a pas beaucoup d'imprimantes 3D résine fabriquées aux États-Unis avec un support technique local, c'était l'une de mes exigences. Nous n'avons pas regretté notre choix : l'assistance technique de Formlabs est formidable. »
Adam Warren, dessinateur et concepteur mécanique, Cool Machines
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Fabrication en interne pour une chaîne d'approvisionnement résiliente
Les petites pièces, telles que les boutons d'un cadran, peuvent coûter quatre dollars chacune et être difficiles à obtenir auprès des fournisseurs, tandis que leur impression en interne coûte moins d'un dollar par pièce et peut être réalisée en 90 minutes sur la Form 4 avec Black Resin. Après avoir validé le cas d’usage avec leurs premières pièces, Cool Machines cherche constamment quelles pièces peuvent être produites en interne pour renforcer la résilience de sa chaîne d'approvisionnement, réduire les coûts et minimiser les délais.
15 boutons de rhéostat peuvent être imprimés en 90 minutes sur la Form 4 pour un quart du prix d'achat.
Outre ces économies, l'impression 3D offre une grande flexibilité de conception, avec la possibilité de produire des géométries complexes et des contre-dépouilles impossibles à réaliser par usinage de l'aluminium ou moulage par injection, élargissant ainsi les types de composants que Cool Machines peut fabriquer en interne.
Des pièces résistantes avec Tough 1000 Resin
Les progrès réalisés dans le domaine de la science des matériaux ont élargi les possibilités d'impression. M. Schulte déclare : « J'ai été très impressionné par l'innovation de Formlabs en matière de nouvelles résines et d'amélioration du produit. » Au-delà des boutons et des petits composants, les produits finis fabriqués par Cool Machines doivent pouvoir supporter à la fois des tests de résistance extrême à des températures très basses et les chocs sur les chantiers, où les utilisateurs les manipulent avec force. M. Warren recherchait donc un matériau comme le Delrin, permettant d'imprimer des pièces filetées de 1/4" NPT. C'est là qu'intervient Tough 1000 Resin.
Tough 1000 Resin est un matériau ductile et résistant aux chocs, dont la ténacité rivalise avec celle du PEHD. Cette résine est de couleur gris foncé et s'imprime avec une finition mate. M. Warren explique qu'il peut configurer les pièces en un clic dans PreForm, le logiciel de préparation à l'impression de Formlabs. Après l'impression et le post-traitement, il lui suffit de détacher les supports et le tour est joué, sans aucun ponçage ni aucune finition.
| Résistance à la rupture par traction | Module de traction | Allongement à la rupture | Résistance aux chocs Gardner à une épaisseur de 0,79 mm | Travail de rupture | Température de fléchissement sous charge à 0,45 MPa | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tough 1000 Resin | 26,3 MPa | 932 MPa | 180 % | 13,1 J | 3200 J/m2 | 55,3 °C |
Les propriétés mécaniques de Tough 1000 Resin ont permis la fabrication en interne de deux pièces : un système d'humidification interne et une buse de pulvérisation murale. Toutes deux doivent résister aux forces, au gel et aux chocs propres à un chantier.
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Système d'humidification interne
Le système d’humidification interne est une pièce finale imprimée sur la Form 4 avec Tough 1000 Resin.
Le système d’humidification interne injecte une fine pulvérisation d’eau dans le flux de fibres afin de réduire la poussière. Cette pièce était auparavant fabriquée en aluminium. Schulte explique : « Nous avons constaté que l’isolant avait tendance à adhérer à l’aluminium, mais pas au plastique, ce qui fait du plastique un matériau beaucoup plus adapté pour cette application. Tout tient bien en place, même lorsque les clients tirent sur les tuyaux. »
Sur les chantiers, les utilisateurs tirent souvent sur les tuyaux pour déplacer l'équipement, ce qui signifie que le système d'humidification interne doit résister à des forces brutes, ainsi qu'à des chocs à des températures extrêmement basses. Grâce à sa résistance aux chocs, Tough 1000 Resin s’est révélée idéale pour le système d’humidification interne, et les pièces imprimées en 3D ont supporté à la fois les tests de résistance extrême et les conditions réelles de chantier.
« Cette pièce a été soumise avec succès à un test de chute par grand froid depuis 3 m sur du béton, puis à une multitude de chocs, de coups, de sauts et piétinements répétés...Je dirais que c’est une pièce vraiment solide pour le chantier. »
Adam Warren, dessinateur et concepteur mécanique, Cool Machines
Buse de pulvérisation murale
Un prototype de la buse de pulvérisation murale, utilisée pour projeter l’isolant dans les cavités murales avant la pose des cloisons sèches.
Composants de la buse de pulvérisation murale imprimés en 3D avec Tough 1000 Resin.
La buse de pulvérisation murale est le résultat de cinq mois de développement et n'aurait pas pu voir le jour sans l'impression 3D en raison de la géométrie de son intérieur. Pour le prototypage, M. Warren s'est appuyé sur la rapidité de la Form 4, expliquant : « Si cela ne fonctionne pas, je peux préparer la version suivante sur l'imprimante dès le lendemain pour la tester. »
La résistance à la pression de l'eau était une exigence essentielle pour la buse de pulvérisation murale. M. Schulte a effectué des essais en interne et a constaté que les pièces filetées 1/4" NPT pouvaient résister à une pression maximale de 900 psi. ll a également mené des tests de chute à basse température et des tests d’impact. L'étape suivante est celle des essais sur le terrain. Si la buse de pulvérisation murale résiste, Cool Machines la fabriquera de la même manière que le prototype, à savoir par impression 3D sur la Form 4 avec Tough 1000 Resin.
Fabrication en interne de pièces résistantes
En intégrant la Form 4 en interne, Cool Machines a réduit le coût des pièces et renforcé la résilience de sa chaîne d’approvisionnement. Mais ce sont les avancées en science des matériaux qui ont permis la fabrication de pièces finales très performantes.
Des matériaux d'ingénierie résistants, rivalisant avec les thermoplastiques, peuvent être imprimés en 3D, permettant de réaliser des géométries plus complexes tout en raccourcissant les délais. Pour évaluer vous-même Tough 1000 Resin, demandez un échantillon gratuit. Pour commencer à imprimer, achetez Tough 1000 Resin ou contactez l'équipe commerciale.
