Étincelle lumineuse : Markforged sur la technologie d'impression 3D en cuivre

Le voyage vers les véhicules zéro émission commence avec de petits composants. Claudia Schergna explique à Markforged comment sa technologie d’impression 3D en cuivre aide les concepteurs automobiles à créer des pièces avec efficacité

Le marché automobile connaît déjà une croissance énorme des véhicules électriques (VE). Le marché britannique à lui seul a augmenté de plus de 800% entre 2016 et 2022 et devrait être le moteur des ventes de voitures neuves pour les années à venir. Malgré la demande, les constructeurs automobiles ont déclaré qu’ils avaient du mal à atteindre la rentabilité en raison de difficultés de fabrication. Même si des chaînes d’approvisionnement entières sont construites autour de véhicules électriques, leurs composants restent extrêmement complexes à produire efficacement.

Comme dans de nombreuses autres industries, l’utilisation de la fabrication additive (FA) dans l’automobile pour prototyper des composants représente une opportunité d’accélérer la mise sur le marché et d’économiser des ressources. NOUVEAU

Le matériau Pure Copper et le système Metal X de Markforged sont utilisés dans la R&D automobile pour prototyper des composants tels que des barres omnibus afin de réduire les coûts et d’optimiser les conceptions.

Une barre omnibus est une barre métallique électroconductrice qui distribue du courant aux sous-systèmes dans les applications électriques intensives. Il s’agit donc d’un élément essentiel pour atteindre des performances électriques optimales dans les véhicules électriques.

La conception de la bonne barre omnibus peut être complexe car les ingénieurs doivent travailler avec de multiples contraintes. En particulier, une conception viable exige qu’ils travaillent dans les limites du facteur de forme et des exigences de dissipation thermique.

Les barres omnibus des véhicules électriques sont généralement en cuivre pur, en raison de la conductivité électrique élevée du matériau. Mais malgré ses excellentes propriétés électriques, le cuivre est difficile à travailler dans la fabrication traditionnelle, ce qui se traduit par des étiquettes de prix élevées et de longs délais. Pour relever ces défis, l’impression 3D métal est le candidat idéal.

Étant donné que plusieurs itérations peuvent être nécessaires pour créer une pièce optimisée, ces coûts élevés et ces longs délais peuvent forcer les concepteurs à faire plusieurs compromis, et les contraintes de temps peuvent conduire à des conceptions moins optimales.

En imprimant en 3D du cuivre pur sur des prototypes de barres omnibus, les fournisseurs de véhicules électriques peuvent bénéficier de plusieurs avantages concurrentiels. La possibilité d’imprimer en 3D en cuivre pur permet aux fournisseurs de véhicules de réduire les coûts à chaque itération et d’éviter de longs délais dus à des goulots d’étranglement dans les centres de machines. Il permet également aux ingénieurs de tester rapidement des conceptions plus expérimentales.

Markforged estime qu’un processus de fabrication traditionnel pour créer un prototype de barre omnibus coûterait généralement plus de 160 £ par itération, avec un délai de trois semaines. En revanche, l’impression d’un prototype de barre omnibus avec le système Metal X en cuivre pur ne coûterait qu’environ 45 £, avec un délai de seulement trois jours.

Cela signifie que le Metal X peut effectuer 9 itérations dans le même temps qu’il faudrait pour obtenir une seule itération dans la fabrication traditionnelle, ce qui permet aux ingénieurs de tester les conceptions pendant le temps qui serait autrement passé à attendre l’arrivée des pièces.

Markforged Metal X n’est pas la seule technologie à offrir la possibilité d’imprimer du cuivre, mais la société affirme que c’est la seule qui permet d’imprimer du cuivre pur, qui est nécessaire pour la fabrication de barres omnibus, car d’autres alliages de cuivre ne donneraient pas les mêmes performances.

La capacité de produire des prototypes imprimés en 3D est extrêmement précieuse, la fabrication à exécution rapide ayant un effet révolutionnaire sur le flux de travail et libérant une bande passante précieuse pour les machinistes et réduisant les coûts associés à l’utilisation de services tiers afin d’obtenir des prototypes en main.

Outre les barres omnibus, le cuivre pur imprimé en 3D est également utilisé pour les applications de véhicules électriques telles que les dissipateurs thermiques, les échangeurs et les plaques froides.

Les capacités de prototypage plus rapides stimulent considérablement les cycles de conception, permettant des niveaux d’optimisation plus élevés par rapport à la fabrication traditionnelle.

Ces caractéristiques sont particulièrement cruciales pour les applications où l’optimisation du temps et de l’argent est une priorité, et le développement des véhicules électriques est l’un des secteurs où ces pressions se font le plus sentir.

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