Ford pilote l'innovation en impression 3D : insights du leader FA Harold Sears

À quoi ressemble l'avenir de la production automobile ? Ford Motor Company pourrait bien avoir la réponse.

À l'été 2018, Ford a ouvert son Centre de Fabrication Avancée à la pointe de la technologie dans le Michigan. L'installation de 135 000 pieds carrés, pour 45 millions $, réunit robots collaboratifs, VR, AR et un écosystème d'impression 3D robuste — abritant 23 imprimantes 3D industrielles qui façonnent déjà le développement produit et explorent l'intégration dans les lignes de production.

Harold Sears sur l'évolution de la fabrication additive

Avec 25 ans dans l'industrie, Harold Sears, Technical Leader of Additive Manufacturing Technologies chez Ford, explique comment le domaine est passé de simples modèles de concept à des pièces de production haute performance.

• L'impression 3D initiale se limitait aux prototypes visuels.
• Les avancées en matériaux durables ont permis les prototypes fonctionnels.
• Aujourd'hui, la FA est utilisée pour prototype, outillage, et même composants de véhicule finis.

Les cinq dernières années ont accéléré le rôle fonctionnel de la FA bien au-delà de la première décennie, la rendant intégrale à l'ingénierie et la fabrication quotidiennes.

Stratégie FA actuelle de Ford et valeur

Ford produit des dizaines de milliers de pièces imprimées en 3D annuellement pour le développement de prototypes. L'entreprise étend maintenant la FA au plancher de fabrication, se concentrant sur :

• Outillage, gabarits et fixations efficaces qui réduisent le temps de setup.
• Pièces spécifiques à l'automobile conçues pour l'usage en production.
• Collaborations avec fournisseurs pour développer matériaux et enveloppes de construction répondant aux exigences automobiles.

Contrairement aux secteurs aérospatial ou médical, l'automobile a besoin de matériaux uniques et de volumes de construction plus larges ; Ford vise à mener l'industrie dans ces domaines.

Exigences automobiles clés pour la FA

• Résistance UV : Les matériaux doivent résister à une exposition UV constante.
• Tolérance température : Les pièces doivent endurer de larges variations thermiques.
• Enveloppe de construction : Les pièces plus grandes nécessitent des machines aux volumes de construction étendus.
• Débit : Les volumes de production demandent des pièces produites en minutes ou secondes, pas en heures.

Projections de volumes futurs

Il y a cinq ans, la FA pouvait produire quelques milliers de pièces ; aujourd'hui, elle atteint des dizaines de milliers. Dans 3‑5 ans, Ford anticipe des capacités de production de 400‑500 k pièces par mois, un bond substantiel vers la fabrication automobile grand volume.

Success Stories en développement produit

Le programme FA de Ford a dramatiquement accéléré les cycles de prototype :

• Les ingénieurs peuvent imprimer simultanément plusieurs variantes de design, permettant des tests parallèles.
• L'itération rapide réduit les coûts d'outillage et raccourcit le time-to-market.
• L'outillage ergonomique créé via FA améliore le confort opérateur et la qualité produit.
• Les premiers projets d'intégration FA prévoient des économies de plus de 2 millions $.

Les cinq prochaines années : Polymères, métaux et au-delà

Si la FA métal reste proéminente, les technologies polymère et plastique gagnent du terrain. Ford continuera d'explorer les deux filières, équilibrant leurs forces et limitations. L'accent sera aussi mis sur :

• L'affinage des outils logiciels pour le Design for Additive Manufacturing (DfAM).
• L'amélioration des logiciels génératifs et d'optimisation topologique pour une utilisation intuitive.
• La formation du personnel pour penser en principes de conception centrés FA.

Matériel, logiciel et formation doivent évoluer ensemble pour débloquer le plein potentiel de la FA.

Centre de Fabrication Avancée : Vision et collaboration

Le centre sert de hub collaboratif où Ford engage ses fournisseurs de rang 1 et vendeurs d'impression 3D. Les fonctionnalités incluent :

• Espace au sol flexible pour tests en consignation de nouvelles machines.
• Boucles de rétroaction pratiques pour le développement matériaux et procédés.
• Co-création de pièces spécifiques automobile avec partenaires.

Prochaines étapes pour Ford en 2019 et au-delà

L'investissement de Ford dans le Centre de Fabrication Avancée se traduira par :

• Production de composants imprimés en 3D pour les véhicules à venir.
• Nouvelles applications qui rationalisent la fabrication, accélèrent le développement et améliorent la qualité.
• Une intégration plus profonde de la FA dans les opérations quotidiennes, passant de l'exception à la pratique standard.