La pointe de l'innovation : Pourquoi NEURTEK a choisi la FA pour redessiner son outil de test de rayure ergonomique

Depuis 1979, NEURTEK s'est spécialisé dans la fourniture d'équipements et de solutions techniques pour le contrôle de la qualité et la R&D à un large éventail d'industries, y compris l'automobile, l'aérospatiale, les centres de recherche et autres. Lorsque Haritz Elexpuru, directeur général de NEURTEK, a pris les rênes de l'entreprise pour la première fois, il avait un objectif clair : amener sa gamme de produits de haute qualité sur de nouveaux marchés.

"Dans le passé, nous ne vendions qu'en Espagne. Mon objectif était de vendre dans le monde entier", explique-t-il. "L'une des idées qui m'est venue à l'esprit était de produire non seulement avec des techniques traditionnelles, mais aussi avec l'impression 3D

L'un des premiers produits à bénéficier de ce nouvel état d'esprit est le NK2000 de NEURTEK, un appareil portatif utilisé pour effectuer des tests transversaux sur l'adhérence des revêtements. Compte tenu de la nature du produit, M. Haritz et l'équipe de recherche et développement de NEURTEK savaient que cette nouvelle conception devait répondre à trois caractéristiques essentielles : l'ergonomie, la durabilité et, surtout, le mouvement intégré de la tête.

Cependant, il est important de noter que la conception ne devait pas se limiter à un prototype unique. L'outil est peut-être un peu spécialisé, mais l'objectif a toujours été de le produire en petites séries - un objectif qui comporte ses propres défis.

"Lorsque l'on travaille avec l'impression 3D, il faut tenir compte de trois éléments. La première concerne les possibilités offertes par la conception d'un prototype. Une autre est ce qui est possible lorsque l'on conçoit pour une fabrication série. L'autre est ce dont le client a besoin", explique M. Haritz. "Si vous voulez un produit unique, vous pouvez jouer plus librement. Si vous voulez travailler avec la fabrication en série, vous devez être plus précis et avoir plus de tolérances d'un point de vue technique"

"Pour ce projet, cela nous a donné trois contraintes", poursuit-il. "Premièrement, la fonctionnalité que nous souhaitions. Deuxièmement, la fabrication en série- nous avions besoin d'un partenaire qui comprenne la fabrication série et les contraintes supplémentaires qu'elle implique. Et troisièmement, il fallait s'assurer que nos besoins pouvaient être satisfaits de manière cohérente dans le cadre d'une production en série"

Avec une liberté de conception inégalée et aucune quantité minimale de commande, la fabrication additive - et les services de fabrication certifiés de Materialise - était la solution évidente.

"Compte tenu des connaissances de notre équipe de R&D en matière de fabrication additive, nous avons envisagé d'intégrer des fonctions qui ne pouvaient pas être réalisées par un processus standard comme le moulage par injection", explique M. Haritz.

Dans ce cas particulier, cette fonction était le mouvement. En permettant à la tête d'osciller, l'outil reste stable quels que soient les mouvements de la main et peut travailler sur des surfaces planes ou courbes. Cette caractéristique, associée à la réduction du poids qui résulte souvent du choix de pièces imprimées en 3D, rendrait l'appareil incroyablement facile à utiliser, ce qui est un élément clé du processus de conception. C'est là que la fabrication additive prend tout son sens : elle permet d'intégrer cette tête mobile dans une pièce unique, sans qu'il soit nécessaire de l'assembler.

Pour que cela devienne une réalité, M. Haritz et son équipe ont travaillé avec des ingénieurs de Materialise pour créer une série de prototypes. Certains éléments essentiels, à savoir l'emplacement et le diamètre des lames ainsi qu'un boulon pour les ajuster, étaient suffisamment simples pour être réussis du premier coup. D'autres aspects ont été plus difficiles.

"L'un des principaux problèmes que nous avons rencontrés au cours de ce processus a été de maintenir le mouvement", se souvient M. Haritz. "Si vous la (la tête) serrez trop, elle s'attache. Trop lâche, il se casse. Le deuxième défi était l'orientation - il faut toujours savoir quelle orientation est la bonne, afin que la pièce ne se casse pas sous l'effet de la force"

Étape 1 Choisir le bon matériau

Pour relever ce dernier défi, M. Haritz s'est appuyé sur ses connaissances approfondies en matière de gestion de l'information. Lui et son équipe connaissaient déjà la technologie et le matériau qu'ils souhaitaient utiliser lorsqu'ils ont contacté Materialise pour la première fois - une combinaison de frittage sélectif par laser (SLS) et de polyamide chargé d'aluminium (PA-AF).

"Nous savions que nous ne pouvions pas le faire en stéréolithographie. Ce n'est pas quelque chose que l'on peut faire avec la coulée sous vide, et l'anisotropie serait encore plus élevée dans le FDM", explique M. Haritz. "De toutes les technologies, celle qui présente l'anisotropie la plus faible et les meilleures propriétés mécaniques est la SLS.

"La principale raison pour laquelle nous voulions utiliser le PA-AF est qu'il est plus dur et présente une résistance à la traction plus élevée que le polyamide", poursuit-il. "Nous n'avons pas besoin de le peindre. S'il était blanc, il se salirait très vite lorsqu'on l'utiliserait pour gratter de la peinture"

Étape 2 Préparation de la production en série

Une fois la phase de prototypage achevée, le défi suivant consistait à préparer les pièces pour la production en série.

"Beaucoup de bureaux de services peuvent faire du prototypage mais pas de la production en série. Le plus grand avantage de Materialise, c'est que l'on sait vraiment comment fonctionnent les machines et que l'on est capable de maintenir une production qui a la même cohérence, la même norme, que les prototypes", explique M. Haritz.

"Nous vendons ces produits par centaines. L'un des avantages de travailler avec Materialise est la flexibilité de la production : nous disposons de la plus grande usine de SLS en Europe, et il y a toujours une machine disponible"

La conception finale du NK2000 - à ce jour - est maintenant vendue dans des pays du monde entier et c'est le premier outil de ce type à utiliser l'impression 3D. Conçu pour la FA et produit en série, il répond aux trois exigences clés de NEURTEK : ergonomie, durabilité et mouvement intégré. Le choix de la FA est certainement une décision qui s'est avérée payante pour Haritz et son équipe.

"L'utilisation de la fabrication additive nous a permis de créer un produit unique, doté d'une fonction qui n'aurait pas été possible autrement. Cela a permis de réduire les coûts, car il faut s'attendre à ce que l'usinage soit plus coûteux. Et je peux travailler avec des lots plus petits car il n'y a pas de quantités minimales de commande"

Pour NEURTEK, le processus de fabrication certifié de Materialise est un gage de qualité pour ses clients.

"Cela fait six ans que je le commande et il est vendu dans le monde entier. Cela ne serait pas possible si je savais qu'un jour un lot allait mal se passer et que je recevrais des plaintes d'un client en Australie, d'un autre en Inde et d'un autre en Italie", explique M. Haritz. "Le grand avantage est que l'on peut vraiment maintenir de bonnes tolérances de production, tant sur le plan visuel que sur le plan des propriétés physiques. C'est ce qui fait la différence entre un petit bureau de services et Materialise"

Le maintien d'une relation étroite tout au long du processus a été la clé du succès pour les deux parties, depuis la conception initiale jusqu'au dépannage pendant la production. Outre le fait que Neurtek et Materialise y attachent de l'importance, M. Haritz estime qu'il s'agit d'un élément essentiel pour toute personne qui envisage de concevoir des produits pour la FA.

"Il doit s'agir d'une conversation, et il est très important que le client soit impliqué. Vous disposez d'une équipe d'ingénieurs fantastique, de jeunes gens pleins d'idées. C'est nécessaire car, au cours du processus, nous devons redessiner la pièce et tirer pleinement parti de la technologie", explique-t-il. "Sans cette conversation, vous n'obtiendrez jamais tous les avantages de la fabrication additive ou de Materialise"