Répétabilité : gage de qualité et de performance de l'impression 3D ?

La répétabilité est une notion fondamentale dans de nombreux domaines, notamment en ingénierie et en production. Elle quantifie la capacité d’un système ou d’un processus à reproduire des résultats cohérents dans des conditions identiques. En d’autres termes, la répétabilité indique la mesure dans laquelle on peut s’attendre à ce qu’une mesure donne le même résultat si elle est effectuée à plusieurs reprises.

En impression 3D, cette répétabilité se caractérise par la capacité d’une imprimante 3D à fabriquer des pièces aussi identiques et précises que possible d’une pièce à une autre. La répétabilité doit permettre d’atteindre des dimensions identiques sur chacun des exemplaires. Mais une même mesure sur deux pièces différentes n’est jamais égale, on parle alors d’écart type (plus l’écart type entre plusieurs pièces est faible, plus l’imprimante 3D est répétable).

Quant à la précision, elle se matérialise par le respect des tolérances dimensionnelles, c’est-à-dire, que les dimensions mesurées doivent être comprises dans un intervalle donné (exemple : une cote doit être précise à ±0.5mm). Il est donc important de mesurer les cotes de chacune des pièces fabriquées afin de connaître la répétabilité et la précision d’une imprimante 3D.

Cet article va ainsi présenter un cas d’application concret afin d’illustrer les avantages de la répétabilité en impression 3D.

Contexte et problématique

Les pièces qui seront présentées dans ce cas d’application sont issus de l’usine de l’un de nos clients détenteur d’une ANA, l’imprimante 3D IDEX industrielle. En effet, ce dernier, issu du secteur agro-alimentaire, possède des machines dont il réalise lui-même leur maintenance. Etant confronté aux remplacements des boitiers pour interrupteurs, l’industriel ne dispose plus des pièces de rechange. En effet, l’entreprise qui fabriquait ces boîtiers a cessé de les produire, ils étaient désormais introuvables sur le marché. Afin d’éviter un arrêt de production long en raison de la maintenance des machines et aux boitiers manquants, notre client industriel a dû trouver une solution pour produire ces pièces en plusieurs exemplaires en urgence.

Objectifs

La réalisation de ces pièces en série devaient donc répondre à plusieurs exigences :

Avoir une forte répétabilité, puisque chacun des exemplaires devaient être reproduits le plus à l’identique possible pour s’adapter à chaque moteur,
Respecter les tolérances dimensionnelles,
Être fabriquées le plus rapidement possible.

Réalisation et résultats

Doté d’une ANA 300X, l’imprimante 3D IDEX, l’industriel a utilisé cette machine pour répondre à ses objectifs pour la réalisation de ces boîtiers.

La pièce a été réalisée en série, pour un total de 43 exemplaires. Ce sont 5 cotes qui ont été analysées sur les différentes pièces, comme le montre la photo ci-dessous. Chacune faisant référence à une tolérance dimensionnelle à respecter.

Les résultats des pièces imprimées en 3D se présentent comme ceci :

La moyenne de l’écart type est égale à 0,047mm.
La moyenne de la précision est égale à 0,150mm.
Le temps de fabrication d’un lot de 9 pièces est en moyenne de 28h, soit 3h06 par pièce.

Conclusion

Grâce à ANA 300X, l’imprimante 3D IDEX, a double extrudeur indépendant, le client a pu réaliser l’ensemble de ces boitiers en répondant à tous les objectifs.

L’adoption de cette solution, en impression 3D, lui a ainsi permit :

Une répétabilité de ±0,05mm sur l’ensemble des pièces,
Une précision de résultat de ±0,15mm,
Une production 2x plus rapide, grâce au double extrudeur, pouvant fabriquer des pièces en simultané et à une vitesse jusqu’à 90mm³/s,
Une forte réduction des coûts grâce au temps économisé,
L’utilisation de matières premières répondant aux exigences industrielles (TPU, PLA, PETG CF, PA6 CF, ABS CF,…).

En optant pour ANA 300X, notre client a donc pu bénéficier d’une haute répétabilité en impression 3D. Il a ainsi produit des pièces en séries le plus identiques et précises possibles.