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May 12, 2023

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

Le voyage vers des véhicules à zéro émission commence avec de petits composants. Claudia

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

Le marché automobile connaît déjà une énorme croissance 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 signalé qu'ils avaient du mal à atteindre la rentabilité en raison de problèmes de fabrication. Même si des chaînes d'approvisionnement entières sont construites autour des 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 jeux de barres afin de réduire les coûts et d'optimiser les conceptions.

Un jeu de barres est une barre métallique électroconductrice qui distribue le courant aux sous-systèmes dans les applications électriques intensives. C'est donc un composant essentiel lorsqu'il s'agit d'obtenir des performances électriques optimales dans les véhicules électriques.

Concevoir le bon jeu de barres peut être complexe car les ingénieurs doivent travailler avec de multiples contraintes. En particulier, une conception viable nécessite qu'ils fonctionnent dans les limites des exigences de facteur de forme et de dissipation thermique.

Les jeux de barres 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 prix élevés et de longs délais de livraison. 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 obliger 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 pour créer des prototypes de jeux de barres, les fournisseurs de véhicules électriques peuvent profiter 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 les longs délais d'exécution dus aux goulots d'étranglement dans les centres d'usinage. 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 jeu de barres coûterait généralement environ 160 £ par itération, avec un délai de trois semaines. En revanche, l'impression d'un prototype de jeu de barres avec le système Metal X en cuivre pur ne coûterait qu'environ 45 £, avec un délai de livraison de seulement trois jours.

Cela signifie que le Metal X peut effectuer environ 9 itérations dans le même temps qu'il faudrait pour obtenir une seule itération grâce à la fabrication traditionnelle, permettant aux ingénieurs de tester des 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, nécessaire à 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 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 jeux de barres, le cuivre pur imprimé en 3D est également utilisé pour les applications EV telles que les dissipateurs thermiques, les échangeurs et les plaques froides.

Des 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 les optimisations de temps et d'argent sont une priorité, et le développement des VE est l'un des secteurs où ces pressions se font le plus sentir.

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