Retour d’expérience sur la digitalisation d’un bureau d’études

Conception d'un prototype de platine de barre pour un voilier

L’impression 3D de prototype permet de gagner un temps précieux dans la mise au point du produit. Elle évite les allers-retours entre le bureau d’étude et le sous-traitant chargé de fabriquer la pièce.

Le contexte

Un fabriquant de bateaux à voile était en phase de conception d’un nouveau modèle. Le système de barre (safran, barres de liaison, barre) nécessitait la fabrication de pièces spécifiques.

Dans ce contexte, nous sommes intervenus pour mettre en place un proof of concept destiné à montrer l’intérêt de réaliser le prototype d’une des pièces avec Freecad et une imprimante 3D.

Nous nous sommes concentrés sur la fabrication des pièces les plus coûteuses et les plus complexes.

Les équipements et logiciels

Freecad platine

Le logiciel FreeCad 3D est un logiciel libre et open source. Outre l’absence de coûts de licence, sa prise en main est relativement aisée.

Freecad dispose de nombreuses extensions qui permettent de l’adapter aux besoins de nombreux métiers.

Cura préparation prototype

Le logiciel Cura permet de préparer le modèle pour l’impression 3D. Il génère un fichier gcode qui peut être interprété par l’imprimante 3D.

Ultimaker 2 extended Imprimante 3D

L’imprimante 3D Ultimaker permet de réaliser des pièces jusqu’à 223mm. Sa qualité d’impression permet de réaliser des prototypes réalistes. Il est possible d’utiliser des filaments de tous les types (PLA, ABS, Nylon, Carbone, Bois…).

Le projet, la démarche

Plan montage barre

L’objectif du proof of concept était de démontrer l’intérêt de prototyper le système avant de lancer la fabrication des pièces réelles. Nous nous sommes concentrés sur la partie de l’axe de barre.

impression 3D rondelle barre

Le projet comprenait la fabrication de l’axe de barre, de 2 rondelles, d’un canon épaulé et de la partie arrière de la barre.

Ces éléments devaient permettre de valider l’assemblage (dimensions, fonctionnement) avant la fabrication des pièces réelles.

 

rondelle impression 3D

Une fois, les pièces fabriquées, l’assemblage peut commencer après les vérifications des côtes de chaque pièce.

Les résultats

Une mise au point accélérée

Conception platine de barre avec FreeCad

Les pièces ont été assemblées et corrigées en quasi temps réel. L’impression 3D de la pièce la plus complexe prenait 1h45…

Certaines pièces (les rondelles notamment) ont été conservées et montées sur le prototype en attendant la livraison des pièces définitives.

L’impression 3D a été réalisée avec un filament Nylon/carbone ce qui fournissait un bon niveau de finition et de rigidité.

 

Une réduction des coûts

Digitalisation réduction des coûts

Les fichiers définitifs envoyés aux 2 sous-traitants ont pu être réalisés 1 seule fois. Outre le gain de temps, il n’a pas été nécessaire de réaliser un protoype de chaque pièce dans le matériaux définitif (acier inox pour l’axe par exemple).

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