Tesla Giga Nevada accélère la production de grandes pièces à moins de 24 heures grâce à FuseX1

"Chez Tesla, nous fixons des délais ambitieux et les dépassons systématiquement. Un délai d'exécution rapide de l'impression 3D est un avantage clé par rapport à la fabrication conventionnelle", déclare Cody Jepsen, technicien en ingénierie en fabrication additive chez Tesla Giga Nevada.

Les équipes de fabrication additive de Tesla couvrent le Nevada, la Californie et le Texas, avec un seul atelier du Nevada produisant 10 000 à 30 000 pièces par semaine. La vitesse n’est pas seulement un objectif, c’est une exigence. Chaque pièce doit arriver en moins de 24 heures, les imprimantes doivent donc fonctionner rapidement, les changements doivent être brefs et la disponibilité doit être maximisée.

Historiquement, Jepsen devait faire fonctionner des imprimantes SLS grand format à seulement la moitié de leur capacité verticale (environ 230 mm) afin que chaque construction soit terminée dans un délai de 24 heures. Cette solution de contournement impliquait de découper de grandes pièces en sections, de préparer des joints en queue d'aronde personnalisés, puis de procéder à un post-traitement exigeant en main-d'œuvre :collage, ponçage et assemblage.

Entrez le FuseX1. Avec une enveloppe de construction de 330 × 330 × 565 mm, le X1 offre plus du double de la hauteur effective des machines SLS traditionnelles tout en réalisant la plupart des constructions en moins de 24 heures. Jepsen peut désormais imprimer de gros composants en une seule pièce, éliminant ainsi les étapes supplémentaires de CAO, d'assemblage et de finition qui ajoutaient auparavant des heures de travail.

« L'utilisation de la hauteur Z complète dans une fenêtre de 24 à 26 heures libère notre flux de travail et augmente considérablement le débit », explique Jepsen. Le volume de fabrication plus important lui permet également d'assembler plus de pièces dans une seule tâche, réduisant ainsi le retard et le besoin d'une sous-traitance externe coûteuse.

Un exemple est un gabarit de reprise qui nécessitait auparavant des sections, des joints en queue d'aronde et 20 à 25 minutes de post-traitement manuel. Avec la FuseX1, Jepsen imprime le gabarit dans son intégralité, le dépoudre et sable la surface :une finition automatisée qui permet d'économiser près d'une heure de travail par gabarit.

De même, le support de calage des fenêtres, utilisé pour sécuriser plusieurs fenêtres sur une seule palette, était traditionnellement divisé en deux parties et nécessitait quatre constructions distinctes pour produire huit racks. La FuseX1 imprime désormais huit racks en une seule fois en 24 heures, doublant ainsi le débit et éliminant le travail de collage.

Les imprimantes SLS traditionnelles souffrent également de temps de refroidissement prolongés. Les unités de construction modulaires du X1 sont dotées d'une isolation intégrée, maintenant les pièces dans des conditions thermiques optimales tout en permettant à la machine de commencer le travail suivant avant que la construction précédente ne soit complètement refroidie.

Le département de Jepsen produit également des pièces en grand volume et à faible coût, comme des cales non marquantes. Auparavant, les constructions dédiées sur les machines SLS traditionnelles faisaient grimper les coûts et retardaient la décision de passer au moulage par injection. Grâce au contrôle thermique adaptatif du X1, Jepsen emballe désormais des cales autour de pièces plus grandes, maximisant ainsi la densité de fabrication et gardant le coût unitaire compétitif, de sorte que le commutateur de moulage par injection ne sera peut-être jamais nécessaire.

Au-delà de la X1, l'atelier de fabrication additive de Tesla Giga utilise également des imprimantes Formlabs SLA (Form4 et Form4L) avec une gamme de résines spécialisées, depuis les gammes Rigid10K résistantes à la chaleur jusqu'aux familles ESD et Tough. La rapidité de la Form4 permet une livraison le jour même, et la facilité des échanges de matériaux donne aux ingénieurs la flexibilité d'itérer rapidement.

Avec 10 000 à 30 000 pièces par semaine, la disponibilité des machines est essentielle. Jepsen note que le support client de Formlabs constitue la référence en matière d'impression 3D industrielle, avec une expédition de pièces de rechange le jour même qui réduit les temps d'arrêt au minimum.

Selon Jepsen, à mesure que les imprimantes deviennent plus rapides, le besoin d'expansion diminue. « J'obtiens le même volume de pièces avec un X1 qu'avec deux ou trois systèmes SLS grand format traditionnels », remarque-t-il. Le faible encombrement du X1 (seulement 1,3 m²) signifie que davantage d'unités peuvent tenir dans le même espace, réduisant encore davantage le besoin de nouvelle surface au sol.

Dans l'ensemble, l'équipe de fabrication additive de Tesla Giga démontre comment la dernière technologie d'impression 3D peut augmenter la production en grand volume et dans des délais rapides tout en réduisant les coûts de main-d'œuvre et de matériaux.

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