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L’impression 3D réduit les coûts d’inspection de 96%

L’impression 3D réduit les coûts d’inspection de 96%


« Nous produisons entre cinq à dix gabarits ou calibres par mois, et chacun enregistre généralement une économie d’une dizaine d’heures sur chaque ensemble que nous produisons. »

CPI Aero fabrique des ensembles structuraux pour des aéronefs militaires et commerciaux. Ces structures doivent être produites avec des seuils de tolérance très serrés, étant donné que la plupart d’entre elles affectent directement les performances aérodynamiques de l’avion.

Par exemple, la hauteur de l’enveloppe en forme de tonneau d’un élément d’entrée d’air du moteur d’un avion doit être maintenue à +/- 0,030 pouces de la dimension nominale de la circonférence de l’entrée. Le bord du panneau lui-même est profilé de sorte que la hauteur nominale soit différente d’un point à l’autre autour de la circonférence. A cet effet, CPI a eu besoin d’un processus d’inspection pour garantir une extrême précision, même sur des formes complexes.

Des coûts supplémentaires en raison de la complexité

Trouver un processus d’inspection pour ces ensembles structuraux s’est avéré difficile. CPI effectue généralement une inspection finale sur chaque élément en utilisant une machine de mesure tridimensionnelle (MMT).

Toutefois, ces ensembles requièrent des inspections fréquentes en cours de fabrication pour éviter les reprises coûteuses. La MMT représente des contraintes de coût et d’équipement qui rendent ceci impossible à réaliser. Ainsi, les mesures mécaniques sont préférables.

Les systèmes de mesure géométrique cubique classiques comme les blocs de jauge et les étriers pourraient effectuer ces inspections en cours de fabrication. Toutefois, la plupart des structures aérospatiales sont conçues avec des contours complexes nécessitant de ce fait un modèle tout aussi complexe pour correspondre au contour des pièces inspectées.

Dans le passé, CPI a sous-traité la construction des modèles complexes pour les inspections à des ateliers d’usinage CNC impliquant des tolérances rigoureuses et des coûts significatifs. Daniel Gray, ingénieur de programme chez CPI, a avancé que la société a acheté auparavant des modèles métalliques auprès d’un fournisseur. Ce dernier construit les modèles en découpant les pièces dans du métal, en les soudant ensemble et en les usinant par CNC pour répondre aux exigences dimensionnelles finales. Les modèles ont été construits à la limite inférieure du seuil de tolérance alors qu’une jauge d’épaisseur ne peut être insérée que si la dimension est supérieure à cette limite. L’inspecteur a inséré une jauge d’épaisseur avec une épaisseur égale à la différence entre la limite haute et la limite basse pour déterminer si la dimension est acceptable. Bien que ces modèles soient bien travaillés, ils sont chers et requièrent un délai de livraison plus long.

Meilleur design au moindre coût

CPI a récemment augmenté sa production d’entrées d’air du moteur. Il a acheté quatre nouveaux appareils d’assemblage. Chacun a requis un ensemble de huit modèles de jauges d’épaisseurs. La société a récemment acheté un système de production 3D Fortus et a décidé de l’utiliser pour produire les modèles. L’impression 3D industrialisée a permis de produire le modèle à un coût beaucoup plus faible et en moins de temps.

CPI a également tiré profit de la souplesse du design fourni par l’impression 3D pour ajouter des fonctionnalités supplémentaires qui inspectent des dimensions supplémentaires. Ceci réduit le temps requis pour l’inspection finale. Ce changement aurait augmenté le coût des modèles métalliques, mais n’a eu aucun impact sur ceux des modèles imprimés 3D. La société a imprimé les modèles avec du polycarbonate parce que ce matériau fournit la robustesse requise à un faible coût.

«Dans la plupart des cas, cela nous coûterait cher d’acheter des gabarits et des calibres avec des formes complexes en utilisant l’usinage CNC », dit Gray. « Nous pouvons désormais les produire directement à partir d’un fichier CAO sur notre imprimante 3D. Nous produisons entre cinq à dix gabarits ou calibres par mois, et chacun enregistre généralement une économie d’une dizaine d’heures sur chaque ensemble que nous produisons. Le résultat final est que nous améliorons l’efficacité de nos activités de fabrication à un coût raisonnable. »