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Les imprimantes 3D de production HP permettent d’accélérer la conception, l’itération et la production

L'utilisation de HP Multi Jet Fusion par l'APCC met en lumière l'impact de l'impression 3D sur le secteur industriel.

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Industrie

Impression 3D industrielle

Secteur: Machines

Défi

Adopter une technologie capable de suivre la demande et de s'adapter aux changements fréquents de production.

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Résultats

La technologie HP Multi Jet Fusion permet à l'APCC d'itérer rapidement des conceptions de pièces et d'emballer les consommables jet d'encre HP en volumes élevés.

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Matériau

HP 3D PA 11 à haute réutilisabilité1

Technologie

Technologie HP Multi Jet Fusion

Imprimante 3D HP Jet Fusion 4200

DÉFI

Besoins de production en constante évolution et besoin d’imprimantes 3D de production

Le Centre de traitement des produits pour les Amériques (APCC) de HP Inc., situé à Richmond, en Virginie, emballe les consommables jet d'encre HP et les prépare pour l'expédition vers des destinations en Amérique du Nord et du Sud. 

 

Étant l'un des quatre centres qui effectuent ces opérations dans le monde, l'APCC reçoit des cartouches jet d'encre en vrac des usines, les emballe pour la vente au détail et adapte l'emballage aux régions spécifiques qu'il prend en charge, qui, dans le cas présent, incluent l'Amérique du Nord et du Sud. 

 

Le centre n'est pas seulement un exécutant de chaînes de machines, mais aussi un fabricant qui planifie et conçoit les chaînes de production et produit les pièces nécessaires.

Le centre de traitement se compose de 19 lignes d'emballage qui subissent des changements fréquents et des adaptations en fonction des exigences de production. Les ingénieurs de l'APCC planifient et conçoivent les lignes d'emballage et ont souvent besoin de pièces pour les changements de ligne ainsi que de pièces de rechange.

 

Afin d’emballer de grands volumes de consommables jet d'encre HP, l'APCC a recherché une technologie capable de répondre à la demande et de s'adapter aux changements fréquents de production (par exemple, différentes tailles d'emballage pour différents produits). 

 

Ils ont également identifié que les pièces métalliques qui faisaient partie de leurs machines pouvaient potentiellement être remplacées par des pièces plus légères.

Voir la solution

« Nous avons cherché à savoir si la fabrication additive pouvait présenter un avantage dans nos opérations et nous aider à améliorer l'efficacité et à réduire les coûts. En tant que gestionnaire des opérations, nous cherchons toujours des moyens d'améliorer nos coûts et la rapidité avec laquelle nous répondons aux besoins pour de nouvelles fonctionnalités et de nouveaux moyens de maintenir le fonctionnement de l'usine. »

Paul McArdle, responsable de projet d'ingénierie pour HP Inc 

SOLUTION

Test de l'outillage imprimé en 3D

L'APCC a commencé avec la technologie d'impression 3D FDM (Fused Depostion Modeling), mais après quelques essais, ils ont réalisé qu'ils avaient besoin de quelque chose de plus fiable, capable de produire des pièces en grande quantité et de concrétiser leurs idées en matière d’outils de fabrication.

 

« Nous avions un projet particulier à l'esprit pour l'installation d'un tout nouveau convoyeur afin de nous aider à introduire une flotte de nouveaux robots dans l'une de nos lignes d'emballage manuel », explique McArdle. « Nous avons acheté une petite imprimante FDM pour voir si la fabrication additive nous serait bénéfique en termes de coût. » 

 

« Nous avons rapidement compris que le FDM serait beaucoup, beaucoup trop lent et trop peu fiable pour que nous puissions tenir les délais de ce projet. L'impression de toutes les pièces dont nous avions besoin prendrait au mieux plusieurs mois. »

Lors de l'annonce de la solution d'impression 3D HP Jet Fusion, McArdle s'est beaucoup intéressé à la technologie : « Je l'ai étudiée [l’impression 3D HP] peu après le lancement pour HP pour voir s'il y avait un besoin ou une justification pour que nous acquérions une imprimante comme celle-ci dans notre installation. »

 

Alors stagiaire en ingénierie à l’APCC, Josh Almeter a été chargé de proposer une liste de technologies qui seraient les plus efficaces pour répondre aux besoins de production de l’usine. Et après avoir proposé la technologie HP Multi Jet Fusion, McArdle a choisi de se procurer sa première solution d'impression 3D HP Jet Fusion 4200 en novembre 2017.

Voir les résultats

Solution d’impression 3D HP Jet Fusion 4200

RÉSULTATS

Transition vers des imprimantes 3D de production industrielles internes

Après avoir commencé par utiliser la technologie HP Multi Jet Fusion pour créer ses propres pièces plutôt que de les acheter ou de compter sur l'externalisation, l’APCC a fait évoluer son utilisation de la technologie vers la conception et le développement de nouvelles pièces industrielles imprimées en 3D. 

 

Avec l'impression 3D, l'APCC a intégré des cobots et des robots Delta ainsi que de nouvelles cosses de convoyeur dans deux lignes de fabrication qui étaient précédemment utilisées manuellement.

L'APCC utilise désormais cette technologie pour le prototypage, la production de pièces finales et les pièces de rechange personnalisées imprimées en 3D, mais aussi pour produire des gabarits, des fixations et des outils pour ses machines, qui se divisent en cinq catégories : pièces de tapis roulants, outillage d'extrémité de bras, pièces de rechange, pièces de rechange, pièces pour la réparation en cas de panne, gabarits et fixations. 

 

Des milliers de pièces imprimées en 3D plus tard, la technologie HP Multi Jet Fusion fait désormais partie intégrante des processus de fabrication de l’APCC.

Plus d'informations :

Impact sur l’industrie

Productivité améliorée

Des itérations plus rapides, des pièces finales plus rapides, un meilleur modèle économique

La liberté de conception et les délais d'exécution courts rendus possibles grâce à la technologie HP Multi Jet Fusion permettent à l'APCC d'itérer les conceptions de pièces plus rapidement, ce qui permet une convergence plus rapide vers la version finale. Une fois la conception finale, l'APCC peut rapidement produire toutes les pièces nécessaires. 

 

Par exemple, l'APCC a produit plus de 8 000 tapis roulants, dont plus de 2 000 pour la ligne d'emballage des supports Sprocket. Grâce à la conception innovante de ces pièces, le temps de changement de ligne qui était compris entre 1 heure 30 et 2 heures a été réduit à 30 minutes.

 

« Une fois que nous avons pu apprendre et comprendre comment l'utiliser [HP MJF], sa rentabilité était assurée. Aujourd’hui, il est difficile de s’imaginer sans.

Tout le monde est habitué à avoir des prototypes et des pièces en quelques jours. Je ne sais pas à quels autres services ou entreprises vous pouvez demander de concevoir une pièce afin de pouvoir, d'ici la fin de la semaine, après plusieurs prototypes, lancer une production complète de pièces. »

 

« Tous les avantages proviennent de l'augmentation de l'efficacité, de la créativité et du délai d'exécution. Si nous avons une urgence, nous pouvons fabriquer une pièce pour la remplacer. Maintenant, quand nous avons besoin de quelque chose, la première question que nous nous posons est : « Pouvons-nous l'imprimer avec [HP] Multi Jet Fusion ? » a déclaré Almeter.

Impact de l'impression 3D sur la fabrication au sein de l'APCC

Depuis l'introduction de la technologie dans leurs installations, l'APCC a intégré des équipements d'impression 3D industrielle dans les 19 lignes d'emballage avec 160 pièces uniques fabriquées à partir de la technologie HP Multi Jet Fusion, pour un total de plus de 10 000 pièces imprimées en 3D.

 

L'APCC a économisé plus de 300 000 $ (et ce n’est qu’un début) en coûts de pièces depuis l'introduction en interne des solutions d'impression 3D HP Jet Fusion. L’APCC a par exemple économisé des coûts en introduisant un nouveau produit dans la gamme.

« Cela a été un catalyseur pour de nombreux projets, des projets que vous n'auriez même pas envisagés, parce que le seul fait d'essayer est trop cher par des méthodes conventionnelles. Alors que là, vous pouvez essayer quelque chose sans dépenses importantes », a déclaré McArdle. « Cela permet d'essayer quelque chose et de voir si cela fonctionne. »

 

« Nous avons lancé un nouveau produit, ce qui est courant ici, et nous avons donc du ré-outiller une ligne », a ajouté Almeter. « Plutôt que de fabriquer notre outillage par moulage par injection, nous avons pu le faire avec [HP] MJF, et cela a été l'une de nos plus grandes économies. Nous n’avons pas eu à payer pour un moule et nous contrôlons la production. »

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Cas d’ impression 3D industrielle
  1. Les solutions d’impression 3D HP Jet Fusion, utilisées avec le matériau HP 3D PA 12 à haute réutilisabilité, assurent jusqu’à 80 % de réutilisabilité de la poudre, et produisent des pièces fonctionnelles lot après lot. Dans le cadre des tests, le matériau est vieilli dans des conditions d’impression réelles et la poudre est suivie par générations (pire cas pour la réutilisation). Des pièces sont ensuite fabriquées à partir de chaque génération et testées pour déterminer leurs propriétés mécaniques et leur précision.