Outillage rapide : Transformer la production automobile avec une fabrication de pointe

Les récents développements dans la fabrication ont beaucoup aidé de nombreuses industries, mais peu ont connu autant d'innovation que le secteur automobile. Les fabricants de voitures, motos, camions et tant d'autres types de transport sont parmi les premiers à utiliser les derniers développements technologiques en fabrication additive et soustractive. Dans cette même veine, l'outillage rapide a eu un impact remarquable sur l'industrie automobile, repoussant les limites de ce qui est possible en termes de vitesse de production et d'efficacité des coûts.

L'outillage rapide fait partie de la production de véhicules depuis un certain temps, mais il prend de l'ampleur en raison de la prévalence accrue des avancées technologiques ces dernières années. Bien que de nombreuses entreprises fassent l'impasse sur l'outillage entièrement (souvent en utilisant des procédés de fabrication additive qui rendent certains outils obsolètes), d'autres segments redoublent d'efforts pour la création de chaînes de production uniques et optimisées. De plus, le nombre accru d'ateliers d'usinage et de machinistes qualifiés a rendu plus facile que jamais la production d'outils, de moules et de toutes sortes d'utilités.

Voici quelques-unes des façons dont l'outillage rapide change l'industrie automobile :

Efficacité des coûts

En ce qui concerne le résultat net, le mélange de méthodes qui composent l'outillage rapide offre des opportunités de réduction des coûts à grande échelle comme nul autre. C'est particulièrement crucial pour les fabricants automobiles car ils ont tendance à produire un nombre important d'unités, selon leurs niveaux de production. Bien que l'outillage rapide ne soit pas adapté à la fabrication de masse, il existe d'autres processus dans leur chaîne de production qui peuvent ne pas nécessiter des quantités aussi élevées.

Par conséquent, si l'entreprise en question ne vise pas des niveaux de production de masse, elle peut avoir besoin de nombreuses pièces nécessitant des méthodes de prototypage rapide. Un tel processus est particulièrement utile pour les accessoires ou les pièces personnalisables pour des voitures préexistantes, où les quantités nécessaires sont faibles mais peuvent varier considérablement. Il est également utile à cet égard en raison de la capacité à personnaliser et à itérer les designs à faible coût.

En conséquence de cette efficacité des coûts, il y a des économies d'échelle que l'outillage rapide offre à de nombreux niveaux différents, en particulier ceux qui accompagnent les séries de production à faible volume. Dans l'ensemble, le principal domaine où les coûts sont réduits est celui des temps de cycle de production. La vitesse de production est un facteur crucial ici, car avec la production automobile, réduire de quelques jours n'importe quel processus peut entraîner des économies de milliers de dollars à long terme.

Un outillage plus rapide permet aux fabricants d'obtenir plusieurs prototypes en très peu de temps à un prix plus économique. Cela permet une plus grande liberté lors des ajustements de conception et des tests de nouvelles idées. Cela peut être un énorme atout pour l'itération et le changement, car les moules et outils traditionnels prennent tellement plus de temps qu'ils compliquent les reconceptions. En revanche, l'outillage rapide rend ce processus entier moins cher, libérant des processus et des ressources entre-temps.

L'outillage rapide permet également aux fabricants automobiles de s'engager dans un prototypage et une conception moins chers de manière plus efficace en main-d'œuvre. Premièrement, l'outillage rapide nécessite une série de méthodes automatisées avec très peu d'apport de main-d'œuvre. De plus, il permet moins d'itérations de conception, économisant du temps de travail et rationalisant les processus et les ressources pour une efficacité maximale.

Efficacité temporelle

L'un des domaines où les économies de coûts et de temps se croisent est celui des tests. Avec des tests plus rapides et des délais d'exécution plus courts, l'outillage rapide et le prototypage peuvent présenter de grandes opportunités pour les fabricants de composants particuliers. Outre des processus de conception plus rapides, il y a aussi la capacité de faire facilement des changements et d'améliorer les designs. L'outillage rapide permet d'ajuster et d'améliorer le design d'un moule jusqu'à ce que le produit ait les propriétés et fonctions exactes souhaitées par le fabricant. Par conséquent, tout défaut de conception peut être identifié et corrigé avant la production, économisant du temps et des coûts supplémentaires en aval.

Dans le cas de Mirror Controls International (MCi), ce niveau de vitesse s'est avéré très bénéfique. Ils développaient un nouveau type de plaque de support d'actionneur qui nécessitait un nouveau processus de production radical. Ils ont fini par choisir un matériau composite SLA, le Somos PerFORM, pour le nouveau prototype de plaque de support d'actionneur et en remplaçant le moule d'injection d'aluminium traditionnel de MCi. L'outillage SLA imprimé en 3D a permis de réduire les coûts de 60 %, tout en raccourcissant le processus de prototypage de trois semaines entières.

Une partie critique du développement de produit est la fabrication de prototypes qui peuvent être testés avant de passer à la production complète. Evelyne Salters, conceptrice de produits chez MCi, déclare : « Pour un projet comme notre nouvelle plaque de support d'actionneur, qui a besoin de prototypage pour examiner le nouveau design, utiliser de l'aluminium pour créer l'outillage de la pièce est un processus assez coûteux et lent. Nous recherchions une nouvelle approche offrant un investissement moindre, mais qui nous permettrait également d'utiliser un matériau similaire ou identique à celui utilisé en production finale. L'objectif était de rendre le développement de la plaque de support rentable, rapide, flexible et plus réaliste. »

Outillage durable et fonctionnel

La précision et la cohérence de l'outillage rapide ont permis aux fabricants de produire des pièces fonctionnelles précises et durables. Bien que ce ne soit pas nécessairement le cas pour le produit final lui-même, ces outils jouent un rôle majeur dans la production du produit final. De tels prototypes peuvent être des outils utilisés pour vérifier les ajustements ou les jeux dans l'assemblage avec d'autres pièces. Ou alternativement des éléments pour évaluer des tests fonctionnels. Volvo, par exemple, utilise largement l'outillage rapide pour une large gamme de purposes.

L'avantage que l'outillage rapide offre est la capacité de fabriquer des pièces à partir de matériaux aux propriétés similaires à celles du matériau du produit final, tout en se rapprochant de leur précision dimensionnelle plus que ne le permettent les modèles conceptuels. La quantité de production est généralement faible, mais des quantités relativement plus importantes peuvent être produites en utilisant l'outillage dur.

Le moulage en caoutchouc est un excellent moyen de produire des prototypes fonctionnels en utilisant du caoutchouc vulcanisé à température ambiante. Une autre méthode qui peut produire des prototypes de haute qualité, mais avec une complexité encore plus grande, est le moulage par investissement (investment casting). Ces méthodes sont particulièrement bonnes pour les types de plastiques utiles dans l'industrie automobile.

Numérisation

Comme pour l'usinage CNC et l'impression 3D, certaines formes d'outillage rapide apportent des avantages majeurs en raison de leur nature numérique. Cependant, comme l'outillage rapide est souvent une combinaison de plusieurs méthodes disparates, il présente des avantages supplémentaires par rapport à l'utilisation d'une seule méthode. Par exemple, il peut être facile de répartir les tâches entre les différentes branches des installations d'une entreprise automobile. Ainsi, une entreprise peut concevoir un outil dans un endroit, envoyer le modèle numérique instantanément, le tester dans un autre endroit et l'avoir disponible partout une fois approuvé. Cela est particulièrement utile pour les moules imprimés en 3D car ils peuvent être produits en interne ou facilement envoyés à d'autres installations sous forme de fichiers STL.

Conclusion

L'outillage rapide a une place majeure dans l'industrie automobile, en particulier pour les développeurs de composants comme ceux des rétroviseurs, tableaux de bord, appareils de direction et autres caractéristiques communes des véhicules. À mesure que la technologie progresse, elle cherche à améliorer les domaines où elle fait défaut, comme l'augmentation du nombre de matériaux utilisables. Ces types d'améliorations lui donneront plus de pertinence pour l'industrie automobile et l'aideront à s'établir sur plus de domaines de la chaîne de production dans un avenir proche. Si vous avez un problème avec cela, veuillez nous contacter pour une aide conjointe !