Aux plus hauts niveaux de compétition de sports mécaniques, la vitesse est reine, aussi bien sur la piste qu’en coulisses. Contrairement au volume de production optimisé et aux longs cycles de conception de la fabrication automobile grand public, les écuries de Formule 1 doivent créer et produire des pièces compliquées entre les courses et même la nuit. Les cycles de production traditionnels et les processus de fabrication ne peuvent pas répondre aux exigences du sport, mais la fabrication additive (AM pour Additive Manufacturing) peut révolutionner le processus.

Pour les écuries de Formule 1, la fabrication additive fait désormais partie intégrante de la production à la fois rapide et précise de pièces telles que les turbocompresseurs, remplaçant les méthodes chronophages par un prototypage et une conception rapide des pièces. L’industrie automobile grand public utilise du sable ou un moulage sous haute pression pour fabriquer ces pièces, avec des étapes de conception réalisées bien avant la production. Les équipes de sports automobiles ne peuvent pas se permettre d’attendre que les fournisseurs créent les moules un par un afin de pouvoir tester et affiner la fonctionnalité du turbocompresseur. Avec les systèmes de fabrication additive clés en main de GF Machining Solutions, les ateliers de course peuvent concevoir et produire des turbocompresseurs dans un flux de travail numérique unique.

Les turbocompresseurs alimentent la chambre de combustion d’un moteur en un mélange enrichi et comprimé d’air et de carburant, augmentant ainsi la puissance ou le couple. Sur la piste, ces dispositifs comprennent des caractéristiques internes complexes et des surfaces que le moulage peine à produire, ainsi que des cavités fermées que les moules et le post-traitement ne peuvent tout simplement pas créer.

Logiciels, outils, fabrication additive et soustractive

La fabrication additive excelle dans ces types de tâches et de caractéristiques de pièces. GF Machining Solutions a tiré parti de son vaste portefeuille de technologies pour créer une méthodologie de production AM de bout en bout qui permet aux fabricants d’économiser du temps et de l’argent tout en révolutionnant leurs cycles de production. Ce système clés en main s’appuie sur la création de logiciels, les outils, la fabrication additive et soustractive, tous développés par ou avec GF Machining Solutions.

Un environnement logiciel unique créé avec 3DXpert™ et Cimatron gère la conception, la construction et la préparation CNC des pièces, l’inspection en cours de processus et la validation des pièces. Le pack logiciel Cimatron comprend la CAO/FAO pour la conception de pièces et le développement de trajectoires d’outils de fraisage et fonctionne de manière transparente avec 3DXpert pour gérer l’intégrité des données. Il gère également les tâches de fraisage qui retirent les supports pour la fabrication additive métallique. Les outils 3DXpert simplifient la programmation des pièces pour la fabrication additive métallique, appliquant automatiquement des structures, des géométries et des stratégies d’impression spécifiques à la fabrication additive. La simulation logicielle permet d’identifier et d’éliminer les problèmes potentiels, y compris l’accumulation de tensions ou les déplacements en hauteur.

GF Machining Solutions a créé une technologie de frittage sélectif par laser de pointe pour sa série de machines Direct Metal Printing (DMP). Conçue pour la simplicité et la vitesse, la machine de fabrication additive métallique DMP Flex 350 est le centre du flux de travail du turbocompresseur. Une utilisation élevée de l’imprimante et un environnement à faible teneur en oxygène (moins de 25 parties par million), ainsi qu’un dépôt rapide et bidirectionnel des matériaux, facilitent l’obtention d’un débit de fabrication additive exceptionnel.

La suite logicielle DMP utilise des images en lit de poudre et des données de meltpool pour identifier les défauts tels que la déformation, une mauvaise fusion, des surfaces rugueuses ou des erreurs de balayage, ainsi que suivre leurs causes profondes et les corriger dans 3DXpert. Cela permet aux ateliers de minimiser les coûts de traitement post-construction et de validation des pièces pendant qu’ils préparent les données pour la génération de la trajectoire de l’outil.

La plupart des processus additifs exigent que les opérateurs retirent manuellement les structures de fabrication additive, mais le système unifié GF Machining Solutions gère cette étape automatiquement pendant le post-traitement. La CUT AM 500 retire les pièces de fabrication additive de leurs plaques d’impression avec une table inclinable unique qui réoriente les pièces de fabrication additive pour un processus d’usinage par électro-érosion à fil horizontal. Le système s’intègre à un système de serrage prêt pour l’automatisation, éliminant ainsi pratiquement le risque de dommage des pièces.

La fraiseuse MILL E 700 U haute performance effectue l’usinage post-construction sur une plateforme complète à 5 axes, idéale pour les pièces complexes. Cette solution efficace et à haute valeur ajoutée utilise de grands guides, une table rotative à entraînement direct à double support et des taux d’enlèvement de copeaux optimaux pour gérer une large gamme d’applications de fraisage. Ces caractéristiques, associées à des stratégies de fraisage avancées grâce à Cimatron et à une conception flexible, prête pour l’automatisation, en font une machine idéale pour le post-processing de pièces de fabrication additive exigeantes.

Outils System 3R

Pour l’automatisation palettisée tout au long du flux de travail des additifs et des soustractifs, les outils System 3R (le mandrin Delphin TableTop, AMCarrier et BuildPal) préservent les points de référence et les alignements de machine à machine pour assurer une évolutivité complète des additifs et un accès facile à l’automatisation.

Grâce à System 3R, les systèmes BuildPal et AMCarrier relient chaque machine dans le flux de travail des additifs GF, avec des plaques d’impression minces et une conception intelligente pour maximiser la zone d’impression. Dans le même temps, il s’intègre facilement à d’autres automatisations System 3R pour une productivité et une vitesse de post-traitement encore plus élevées.

Les fabricants qui travaillent pour l’industrie des sports automobiles ont besoin de performances rapides pour produire des composants haute performance selon un calendrier compétitif. Dans le cadre d’une solution de fabrication de bout en bout, l’impression 3D sur métal réduit le temps de production et le coût des pièces critiques telles que les boîtiers de turbocompresseur pour la F1.

Alors que de plus en plus de constructeurs automobiles haut de gamme intègrent cette technologie, beaucoup s’associent à GF Machining Solutions pour obtenir des résultats rapides et fiables. Des logiciels de conception et de production leaders du secteur aux équipements d’additifs, de fraisage et d’usinage par électro-érosion nécessaires à l’excellence de la production des pièces, en passant par le flux de travail de fabrication additive clés en main qui relie tous les éléments, GF Machining Solutions peut fournir tout ce dont les constructeurs automobiles ont besoin pour réussir dans la fabrication additive.

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