Pourquoi l'impression 3D de vos outils de bout de bras réduit les coûts, le poids et les délais

Les outils de bout de bras sont indispensables à toute ligne de production automatisée. Malgré le ralentissement lié au COVID-19, le marché de l'automatisation industrielle devrait atteindre 296,70 milliards USD d'ici 2026. Qu'un robot assemble des pièces automobiles, conditionne des biens de consommation ou effectue des soudures de précision, un préhenseur ou un outil fiable est essentiel.

Les retours du secteur montrent que de nombreux fabricants hésitent encore à adopter l'impression 3D pour la fabrication d'outils. Pourtant, lorsqu'il s'agit de produire un composant personnalisé et léger, la fabrication additive est souvent la voie la plus efficace.

• Il est rarement rentable d'usiner une pièce qui pourrait être tournée sur un tour.
• Le moulage par injection est disproportionné pour un composant réalisable par simple extrusion.
• L'impression d'une pièce est plus lente que le pliage de tôle seulement lorsque la géométrie l'exige vraiment.

Construire un outil de bout de bras à partir de milliers de pièces d'aluminium usinées et de fixations est gaspilleur lorsqu'une seule pièce imprimée en 3D peut assurer la même fonction — souvent en moins de temps et à moindre coût.

Des outils de bout de bras plus légers

L'aluminium reste populaire pour son prix et son usinabilité, mais sa densité de 2,7 g/cm³ alourdit les outils. L'ULTEM (PEI) affiche une densité de seulement 1,27 g/cm³, soit moins de la moitié de celle de l'aluminium.

En imprimant une coque externe épaisse et en remplissant l'intérieur à 40-60 % de densité, les fabricants réduisent significativement la consommation de matière, le poids et le temps d'impression.

Matériau	Densité	Source
Aluminium	2,7 g/cm³	Elmhurst.edu
PEI (ULTEM)	1,27 g/cm³	SigmaAldrich

Des opérations plus rapides

Un outil plus léger permet au robot de se déplacer plus vite avec la même charge utile, ce qui se traduit directement par un débit journalier accru. Dans de nombreux cas, les gains de vitesse opérationnelle constituent le retour sur investissement le plus immédiat.

Réduction du coût du bras robotique

Les systèmes robotiques peuvent être prohibitifs, le matériel de base démarrant souvent autour de 10 000 $, auxquels s'ajoutent logiciels et frais d'intégration. Le coût total est étroitement lié à la masse que le bras doit déplacer et à la portée requise.

Concevoir pour l'impression 3D dès le départ peut réduire le poids de l'outil de, disons, 2,3 kg à 0,45 kg. Cette économie permet de choisir un robot plus petit et moins cher — réduisant une part significative du prix d'achat.

Consolider les assemblages

Les outils de bout de bras conventionnels sont généralement des assemblages multi-pièces, chacun nécessitant approvisionnement, usinage et montage. L'impression 3D permet aux concepteurs de repenser la géométrie de l'outil depuis les fondations, éliminant les pièces superflues et rationalisant la construction.

Genesis, par exemple, a redessiné son outil pour intégrer les conduites de vide et a réduit le nombre de pièces de plusieurs dizaines à une seule pièce imprimée. Résultat : un outil plus robuste et une réduction de 17 jours du temps de fabrication.

Cliquez ici pour télécharger l'étude de cas complète de Genesis et découvrez comment ils ont réalisé ces économies.

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