News Mardi 29 janvier 2019 - 08:55

Le projet « Plateau Wastegate » de Poly-Shape

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En 2017, Poly-Shape a travaillé sur un support d’actionneur de wastegate, une pièce importante d’un moteur de voiture, « dont le cahier des charges a été modifié pour une question de confidentialité », mais également afin d’être optimisée. Dans le but d’alléger la pièce tout en diminuant les déplacements et en garantissant une meilleure tenue mécanique, Poly-Shape a utilisé la fabrication additive métallique.

À l’origine, le support d’actionneur de wastegate est réalisé par fabrication traditionnelle, en tôle, en aluminium 6061 avec deux renforts soudés. Le sous-traitant Poly-Shape a misé sur la fabrication additive métallique pour améliorer et alléger la pièce. Une première phase d’optimisation topologique a permis de créer une répartition plus judicieuse de la matière. La pièce a ensuite été fabriquée par fusion de poudres d’aluminium AlSi7Mg0.6 par laser. « Grâce à la fabrication additive, la quantité de matières est minimisée en fonction des sollicitations mécaniques de l’actionneur, soit un coût de fabrication réduit. La géométrie de la pièce est modifiée pour limiter la quantité de support, et donc le temps de fabrication et de retrait de ces supports qui seront éliminés lors des reprises d’usinage, voire directement à la main. Nous avons donc réadapté le design pour permettre l’empilement des pièces et produire en une seule fois un maximum de pièces sur un même plateau permettant de limiter les coûts de mise en route et nettoyage machine », explique Jérémy Cousin, Training Manager de Poly-Shape. 

La véritable difficulté de ce projet « Plateau Wastegate » a été de répondre aux cadences et aux coûts d’une fabrication en série. Une optimisation intégrant la réduction de quantité de matière par pièce et une stratégie d’imbrication des pièces entre elles ont permis de minimiser les temps de production tout en favorisant le nombre de pièces par plateau d’impression. En utilisant un procédé de fusion de poudre par laser (LBM - Laser Beam Melting), Poly-Shape a pu produire, sur un même plateau d’impression, « 228 pièces réparties en 76 colonnes, 5 cubes de porosité et 13 éprouvettes de traction réparties sur 5 colonnes pour garantir le contrôle des pièces sur l’ensemble de la hauteur de fabrication ». Enfin une étape de tribofinition, réalisée en temps masqué et en quantité simultanée importante, vient parachever la surface des pièces.

Contenu Encadré

Les avantages de la fabrication additive dans ce projet : 

  • une liberté de conception, permettant la création de pièces aux géométries complexes ; 
  • une économie de la matière première et d’énergie ;
  • une optimisation de chaque pièce (réduction de poids, ajout de fonctions...) ;
  • et une réduction du coût final de la pièce.

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