Lorsque Rob Greer de Javelin a eu besoin d’ajouter quelques petits luxes à son pick-up Chevrolet Suburban de 1969 récemment acquis, il savait exactement comment s’y prendre : imprimer en 3D une pièce automobile personnalisée.
Le pick-up, surnommé “The Burb”, nécessitait quelques modifications. Rob voulait remplacer les deux sièges, qui n’étaient pas d’origine, et ajouter une console centrale avec un compartiment à monnaie et deux chargeurs de téléphone.
Rob a récupéré des sièges et une console d’un Cadillac Escalade de 2002 à 2006, et ainsi, “The Burb” est devenu le “Suburbillac”.
Un défi évident lors de l’incorporation de pièces provenant d’autres modèles de véhicules est d’obtenir le bon ajustement, comme on peut le voir ci-dessous. La console de l’Escalade était trop haute pour le Suburban et obstruerait les commandes de chauffage. Rob a retiré le dessus de la console et a décidé d’imprimer en 3D une pièce plate personnalisée pour former le nouveau dessus de la console.
Ali Shahab, un ingénieur d’application étudiant chez Javelin, a formé une équipe de spécialistes qui ont travaillé avec Rob pour créer une solution personnalisée. Ils partagent leur histoire ci-dessous, étape par étape.
Numérisation 3D des pièces automobiles personnalisées pour l’ingénierie inverse
Notre première étape a été de numériser la console centrale existante à l’aide de l’Artec Leo – un scanner 3D portable et sans fil. Avec une source d’alimentation intégrée, des capacités informatiques et une connectivité WiFi, il est facile à manipuler.
Étant donné que la pièce à modéliser devait s’intégrer à la console centrale et au tableau de bord, nous devions numériser des zones difficiles d’accès. Le scanner Leo sans fil, avec son grand champ de vision, nous a permis de déplacer facilement le scanner dans des endroits délicats.
La numérisation 3D est aussi simple que de prendre une vidéo. Pendant que nous scannions, nous pouvions voir la réplique 3D se former en temps réel sur l’écran tactile de l’Artec Leo, directement dans nos mains plutôt que sur un écran séparé. Il était facile de rester concentré et de capturer toutes les données dont nous avions besoin.
La plage de numérisation optimale est clairement affichée : les objets bleus indiquent que la pièce est trop éloignée, les objets rouges indiquent que la pièce est trop proche, et les objets verts indiquent que la pièce est dans la plage optimale.
Leo est l’un des scanners 3D portables professionnels les plus rapides du marché. Il offre un grand champ de vision tout en permettant de capturer des détails complexes, et la fonction d’alignement automatique et l’enregistrement sériel précis réduisent le post-traitement lors des étapes ultérieures.
Conception pour la fabrication additive
Une fois que la numérisation a été terminée, nous avons transféré les données vers le logiciel Artec Studio pour le post-traitement, y compris l’élimination des données inutiles. Étant donné que l’Artec Leo nous permettait d’effectuer un traitement en arrière-plan, nous n’avons pas passé beaucoup de temps sur cette étape.
Nous avons exporté les données numérisées directement vers le logiciel Geomagic Design X pour commencer à concevoir la pièce qui s’adaptera parfaitement à la console centrale.
En utilisant certaines fonctionnalités avancées du logiciel Design X, nous avons pu utiliser les données numérisées comme référence pour créer une console qui s’adaptera parfaitement au Suburbillac.
La conception finale doit s’adapter correctement au bas du tableau de bord pour éviter les mouvements. Cela aurait été difficile à réaliser sans tirer parti de la numérisation 3D et des technologies d’ingénierie inverse. En utilisant Mesh sketch, Auto sketch et d’autres fonctionnalités avancées, nous avons pu créer un modèle de surface complexe. Une fois cela terminé, nous avons pu convertir la surface extrudée en une surface de corps solide en tricot.
Ensuite, nous avons créé des caractéristiques en retrait pour les tapis de charge sans fil et le compartiment à monnaie en utilisant la fonction d’extrusion et en mettant en évidence l’option de découpe.
Lorsque le modèle est satisfaisant, il peut être évidé des faces inférieure et postérieure d’environ 2 mm.
Le modèle final peut être vu ci-dessous :
Impression 3D pour les prototypes et les pièces finales
L’impression 3D est rapide, pratique et permet une flexibilité et une créativité maximales. Faire des prototypes, en quelques heures seulement, permet de tester facilement les performances et l’ajustement de la pièce. Si des modifications sont nécessaires, il est possible d’ajuster la conception et de passer rapidement à la pièce finie. Nous avons utilisé l’imprimante Stratasys Fortus 450mc et du matériau ABS noir. Nous avons imprimé quelques modèles de test pour voir si la pièce s’adaptait correctement au véhicule, par exemple, nous avons testé l’ajustement du tapis de charge pour voir si toutes les mesures et tolérances étaient respectées.
Il était également important de tester le dispositif de fixation qui relie le modèle à la console centrale en n’imprimant que la moitié inférieure du modèle, encore une fois pour vérifier les tolérances.
Nous avons imprimé à l’envers pour réduire la quantité de support nécessaire, et les structures de support solubles ont facilité l’élimination du matériau de support après l’impression.
Ce modèle a pris environ 14 heures à imprimer. Comme nous avons testé les éléments critiques au préalable, nous n’avons pas eu besoin de faire d’autres modifications.
Ci-dessous, la pièce finale est montrée dans le véhicule. Les étapes de finition ultérieures pourraient inclure le ponçage et la peinture. La dernière étape consistera à fixer solidement la pièce à l’aide de colle ou de ruban adhésif double face.
En conclusion, nous avons pu réaliser une transformation complexe en exploitant non seulement le scanner 3D Artec Leo, mais aussi le logiciel Geomagic Design X et l’impression 3D. En faisant cela, nous avons pu réduire le temps de conception, le gaspillage de matériau d’impression et le temps de production pour ce projet.
