Réduire main-d'œuvre et déchets : Impression 3D 5 axes CNC de moules composites

« Nous construisions des moules en utilisant de la mousse polyuréthane usinée CNC et stratifié main GRP (plastique renforcé fibre de verre), mais cette approche impliquait trop de main-d'œuvre et de déchets », explique György Juhász, propriétaire de Rapid Prototyping (Budapest, Hongrie), qui a acheté un extrudeur robot CEAD en décembre. « Nous imprimons maintenant des moules en 3D en utilisant du polypropylène renforcé 30 % fibre de verre courte et réduisons notre temps de main-d'œuvre de 50 %. »

Juhász a commencé à travailler avec les composites comme constructeur de bateaux. Ses projets incluent Como Yachts et le Narke Electrojet, qui prétend être le premier motomarine tout électrique au monde en production de série. « En Hongrie, vous ne pouvez pas utiliser de carburants à base de pétrole sur aucun lac, et nous avons le deuxième plus grand lac d'Europe », explique-t-il. « Nous développons plus de modèles de bateaux électriques pour des entreprises. J'avais besoin d'un moyen plus rapide, moins cher pour créer des modèles et moules pour ces projets. »

L'un des premiers projets complétés avec ce nouveau système d'impression 3D est un moule en fibre de verre pour une cabine de repos composite pour fabricant de camions et remorques sur mesure Krismar (Waardamme, Belgique). « C'est un composant assez grand, mesurant 2550 × 2200 × 1200 mm », dit Juhász. « Nous voulions imprimer l'épaisseur maximale possible pour éviter le gauchissement et la déformation en refroidissant. » L'épaisseur de 30 mm a été imprimée en deux couches de 15 mm chacune et a utilisé presque 400 kg de granulés polypropylène renforcé fibre de verre.

Rapid Prototyping a imprimé le moule en utilisant son extrudeur robot CEAD monté dans un système d'usinage CNC.

Le moule a été imprimé en quatre pièces, incluant la pièce côté droit et côté gauche (montrées ici).

Après que la surface de moulage de chaque pièce ait été usinée, les quatre pièces ont été vissées ensemble et serrées pour fournir une surface pour le stratifié.

La coque de la cabine de repos a ensuite été stratifiée sur la surface du moule imprimé 3D.

Bien que le projet ait été réussi et que l'impression 3D ait sauvé du temps, Juhász admet qu'il y a beaucoup à apprendre. « L'un des plus grands défis avec cette approche est qu'après l'impression nous devons trouver un point 0 (origine) avec la fraiseuse et le logiciel. Nous faisons l'impression verticalement et le fraisage horizontalement — donc, le point de départ et la direction de chaque opération sont différents. » Cela semble aussi cher d'imprimer plein au lieu d'utiliser un remplissage ? « Pour ce projet, nous étions au début », explique-t-il. « Une tête d'extrusion utilisant des granulés est moins chère qu'une imprimante à filament grand format, mais pas aussi facile pour imprimer du remplissage. Mais nous prévoyons d'imprimer un meuble avec remplissage à l'avenir, donc nous adapterons les leçons apprises à notre fabrication d'outils. »