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Le mariage de 2 technologies d’impression 3D pour optimiser ses produits

Le mariage de 2 technologies d’impression 3D pour optimiser ses produits


« Nous avons changé de mentalité avec nos ingénieurs. Dorénavant, ils ne se contentent plus d’un seul prototype en espérant que celui-ci fonctionne. »
Mark Barfoot, Christie Digital Systems

« Construire, tester, optimiser. Telle est notre devise », a déclaré Mark Barfoot, un cadre supérieur chez Christie Digital Systems. Ce dernier fabrique des projecteurs et des écrans numériques de pointe. Cette philosophie de la recherche constante de la qualité dirige le programme de prototypage innovant de la société. Cette stratégie, dont Barfoot est si fier, permet à Christie de répondre aux besoins des clients à chaque lancement d’un nouveau produit. Les clients de la société sont très variés. Ils opèrent dans les domaines du cinéma, de l’audience, de la réalité virtuelle et 3D, de la simulation, de l’éducation, des médias et de l’administration.

La fabrication additive, ou l’impression 3D, joue un rôle important dans les approches adoptées au sein de la société Christie. La technologie permet à ses ingénieurs de compléter plusieurs itérations de conception rapidement. D’après Barfoot, le gain de vitesse a pour conséquence d’améliorer les produits, au lieu de se précipiter sur le marché avec tout sauf un design parfait.

Parce que les besoins de prototypage changent tout comme la conception d’un produit qui arrive à maturité en partant du concept aux tests fonctionnels, Christie déploie deux méthodes de fabrication additive distinctes fournies par Stratasys : la technologie FDM et la technologie PolyJet. « Il n’y a pas qu’une seule meilleure technologie de fabrication additive », a déclaré Barfoot. « Voilà pourquoi, nous avons à la fois FDM et PolyJet. »

Une diversité essentielle

Christie a investi dans la technologie FDM, car celle-ci peut imprimer en 3D avec les mêmes thermoplastiques durables qu’on retrouve dans les produits finis. Elle l’a aussi choisie pour son interface conviviale qui la rend facile à utiliser. La société y a rajouté la technologie de Polyjet apte à fabriquer des pièces moulées finement détaillées avec des composants caoutchouteux. Le modèle de projecteur M de Christie est l’un des nombreux exemples de l’utilisation des deux technologies.

Au début du projet, Christie a imprimé 3D les concepts de design initiaux avec PolyJet. Ce dernier a fabriqué les pièces rapidement. « A ce stade, tout est fluide. Ainsi, avoir une évaluation rapide des pièces est un must », a déclaré Barfoot.

Quand les conceptions se solidifient, les ingénieurs construisent un assemblage FDM avec des pièces de rechange individuelles qui représentent chaque pièce, du conduit d’air aux cartes de circuits imprimés, passant par l’optique du moteur de lumière à 10 000$. Plus la maquette avançait en recevant les composants fabriqués en externe – ceux-ci remplacent les pièces de substitution imprimées 3D- plus elle ressemblait davantage au produit fini. « Cette maquette a été notre pièce de communication de base tout au long du projet », a déclaré Barfoot.

L’équipe d’ingénierie retourne à nouveau au PolyJet pour évaluer le design des composants du projecteur comme la poignée surmoulée, le clavier et la monture d’objectif en caoutchouc. Barfoot affirme que la technologie a été particulièrement utile pour peaufiner la télécommande du projecteur composée d’un étui rigide et des touches souples. L’ensemble est sorti de l’imprimante 3D Connex de Christie en une seule pièce. « Il s’agissait vraiment d’un prototype fonctionnel », dit-il.

Avant l’arrivée de la technologie PolyJet, la télécommande aurait été moulée dans du caoutchouc, pour un coût de 2 000$ et un délai de 2 semaines par itération. Christie a fait trois révisions en trois jours pour moins de 500 $.

L'impression 3D avec FDM a été la seule alternative permettant de prototyper la chicane pour la circulation d’air. Son chemin en forme de S est une conception difficile qui implique de chercher un moyen de piéger la lumière sans restreindre le débit d’air. De l’air chaud de 150°C va circuler à travers le prototype. Une bonne résistance à la chaleur est donc nécessaire en dehors de la complexité géométrique du dispositif. Les ingénieurs ont imprimé 3D la chicane en polyphénylsulfone (FLPP). Pour monter la lampe, qui fonctionne à 120°C, Christie a utilisé une résine ULTEM 9085.

« Nous avons changé de mentalité avec nos ingénieurs. Dorénavant, ils ne se contentent plus d’un seul prototype en espérant que celui-ci fonctionne. Ils font des itérations chaque jour pour être sûr d’obtenir la conception la plus optimale », dit Barfoot.

Une nouvelle entreprise

Depuis l’achat de son imprimante 3D professionnelle il y a 8 ans, Christie a investi dans une grande variété de ressources dans le but de mettre au point un programme de prototypage et d’environnement de test à la pointe de la technologie. Ceci permet à ses ingénieurs de développer les meilleurs produits. Christie offre désormais ses capacités de « construire, tester, optimiser » à d’autres entreprises.

Au cœur du triangle technologique du Canada, la nouvelle entreprise de Christie, Hyphen, offre une large gamme de services de prototypage et d’environnement de test sous un même toit. Grâce à Hyphen, Christie partage avec d’autres sociétés ses méthodes et technologies pour leur permettre de profiter des avantages de son approche itérative de développement de produits.

Hyphen partage également la prochaine vision de Christie : l’impression 3D de la production des pièces finales. Barfoot, qui est également le directeur général de la société Hyphen, a dit, « Nous envisageons sérieusement la fabrication numérique directe pour développer des produits haut de gamme qui ont des livraisons annuelles de moins de cent unités. »