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Un prototype FDM de porte-bagage testé en situation réelle

Un prototype FDM de porte-bagage testé en situation réelle


« Chaque fois que nous évitons de fabriquer un nouvel outil, nous économisons entre 8 à 12 semaines »
- Randy Larson, Polaris

Un défi réel

Les motoneiges Polaris ont atteint un record inégalé de performance en 2008, en remportant 60% des titres durant les Championnats du Monde de motoneige. L’enseigne a eu ce succès remarquable grâce à une attention particulière aux détails. Le slogan des ingénieurs de Polaris est « Chaque pièce doit être parfaite. »
Dans le passé, la poursuite de la perfection était parfois très coûteuse. Les ingénieurs de Polaris conçoivent d’abord les pièces en plastique, puis construisent l’outillage pour fabriquer les prototypes par la technique du moulage par injection. Ils installent ensuite les prototypes sur les motoneiges et vérifient leur ajustement et leur finition, leur attrait visuel, et leurs fonctionnalités. Dans la plupart des cas, ils découvrent que les prototypes sont à améliorer. Ces améliorations coûtent en moyenne 60 000 pièce pour modifier l’outillage.

« Au cours des dernières années, nous avons fait les choses différemment », dit Randy Larson, superviseur de l’atelier de fabrication. « Nous avons cherché une machine qui pourrait produire des prototypes assez robustes et précis pour les tests fonctionnels. Les systèmes de production 3D de Stratasys ont répondu à nos exigences. Le matériau PC-ABS fournit 70% de robustesse à la production ABS. Les prototypes sont ainsi très robustes. De même, nous avons découvert que le système offre une précision de +/- 0,001 pouce par pouce (0,0254 mm par mm). C’est un taux suffisant pour presque tous les prototypes."

Comme accessoire optionnel aux sièges du modèle RMK, Polaris a conçu un porte-bagages qui peut contenir un sac, une pelle et un bidon de carburant. La pièce mesure 16 x 18 x 5 pouces (41 x 46 x 13 mm). La dimension la plus critique est la largeur, qui doit être maintenue à +/- 0,010 pouce (0,254 mm).

Une solution réelle

Les ingénieurs de Polaris ont conçu le porte-bagages avec Pro/E et l’ont construit à l’aide d’un système de production 3D de Stratasys qui utilise le procédé de fabrication additive FDM. Ils ont ensuite évalué la pièce physique et ont amélioré la conception dans la mesure où cela aurait exigé des révisions au moulage. Le prototypage rapide via FDM a permis d’économiser l’argent qui aurait pu être dépensé pour ces révisions de moule en laissant les ingénieurs perfectionner la conception avant de l’envoyer à l’usine de moulage.

Avant que le moule d’injection ne soit construit, le département marketing a voulu présenter le nouvel accessoire lors d’un « snow shoot » où l’industrie de la motoneige présente à la presse ses derniers modèles. Ils ont installé un prototype du porte-bagages sur le nouveau modèle de motoneige de la marque en 2008 et l’ont expédié à West Yellowstone. Des pilotes d’essai ont mis la machine à l’épreuve. Le prototype FDM a supporté les conditions rigoureuses des tests tout comme une pièce de production.

« Parce que FDM peut produire des prototypes fonctionnels précis, nous épargnons environ 60 000$ par pièce pour les coûts de l’outillage en justifiant la conception avant de passer à l’outillage », dit Larson. Les prototypes pour le porte-bagages ont seulement coûté 1 200$. « Chaque fois que nous évitons de découper un outil, nous économisons entre 8 à 12 semaines de travail. » Pour le porte-bagages, la fabrication de deux versions de prototypes FDM a duré 25 heures chacune, soit un total de deux jours environ. « Un gain de temps comme celui-ci, lorsqu’il est multiplié par le nombre de composants construits dans un projet moyen, conduit à une amélioration du délai de mise sur le marché. »

« En conséquence à cette embellie, Polaris a reçu de nombreuses commandes de pièces FDM. Notre machine fonctionne donc 625 heures sur les 720 heures du mois. » Cela équivaut à 86% du total des heures dans un mois – jour et nuit. La fiabilité de la machine est aussi très impressionnante, dit Larson. Sur ces 625 heures mensuellement programmées pour la machine, « nous avons estimé le temps de fonctionnement à près de 99%. Le moindre laps de temps où la machine ne marche pas inclut les entretiens annuels. »

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