Thermwood innove avec moules imprimés 3D pour grands navires

Le fabricant de machines CNC Thermwood Corp. (Dale, Indiana, États-Unis) a récemment imprimé plusieurs sections d'un moule de coque de yacht de 15,5 mètres pour démontrer comment un seul moule peut suffire pour la fabrication de navires plus grands, comme les yachts. Les sections imprimées de ce moule test ont été réalisées en ABS renforcé fibres de carbone Techmer PM, choisi pour ses propriétés physiques et son coût relativement faible comparé aux autres thermoplastiques renforcés.

De la pièce maîtresse au moule direct

Thermwood rapporte avoir déjà imprimé en 3D un modèle maître de bateau de plaisance à taille réelle, utilisé pour produire plusieurs moules de coques de production. Si cela a démontré la valeur de la fabrication additive pour l'outillage de petits bateaux, l'entreprise explique que les navires beaucoup plus grands — comme les yachts — n'ont besoin que d'un seul moule, et qu'il est préférable d'imprimer le moule lui-même plutôt qu'un modèle à partir duquel plusieurs moules de production peuvent être faits.

Pour démontrer ce concept, Thermwood a imprimé et ébarbé une section de 3 mètres d'un moule de coque de yacht de 15,5 mètres en utilisant son imprimante à couches verticales LSAM MT 10 x 10. Le moule a été imprimé en sections de 1,5 mètre de haut, puis assemblé chimiquement et mécaniquement par des câbles polymères haute résistance en deux demi-moules. Les deux demi-moules ont ensuite été boulonnés ensemble pour former un moule femelle complet pour la coque du yacht. La section complète du moule, composée de quatre pièces imprimées, pèse 1 820 kg et a nécessité 65,5 heures d'impression.

Conception ingénieuse pour le démoulage

Thermwood souligne d'importants aspects de conception, notamment le berceau moulé dans chaque section de moule, qui agit comme un support naturel permettant de retourner ou d'incliner le moule à 45 degrés de chaque côté pendant le processus de stratification. Une autre caractéristique est l'ensemble de cales moulées fixées sur les berceaux pour maintenir le moule en position désirée. Une fois la coque stratifiée et entièrement polymérisée, le moule est remis à niveau et les cales imprimées sont serrées des deux côtés. Ensuite, les deux côtés du moule peuvent être déboulonnés et glissés l'un de l'autre pour libérer la coque de bateau finie.

Compatibilité matériaux et revêtements

Bien que le moule test ait utilisé de l'ABS renforcé fibres de carbone, l'entreprise note que certains thermodurcissables fonctionneront directement sur la surface moulée en ABS en utilisant seulement des pratiques traditionnelles de démoulage, tandis que d'autres matériaux thermodurcissables à base de solvants pourraient chimiquement attaquer le polymère ABS. Pour prévenir cela, Thermwood a mené une série d'expériences avec plusieurs revêtements protecteurs, y compris des gelcoats de moule traditionnels. Quels que soient les résultats, si cette approche fonctionne aujourd'hui pour certains thermodurcissables, Thermwood note qu'il serait idéal de développer un polymère à faible coût résistant chimiquement aux autres solvants thermodurcissables et éliminer complètement le besoin de revêtement protecteur.