MX3D installe avec succès un bras de robot imprimé en 3D

MX3D compte parmi les start-up les plus innovantes de la fabrication additive métallique. Connue bien au-delà de ses frontières et du monde professionnel, cette jeune pousse néerlandaise basée à Amsterdam, doit sa renommée à son célèbre pont piétonnier en d’acier réalisé grâce à sa technologie à dépôt de fil WAAM. Plus connue sous le nom de Wire and Arc Additive Manufacturing, cette méthode incarnée par un bras robotique – la même que celle employée par RAMLAB et Naval Group pour leurs hélices à bateau – utilise le soudage comme source de chaleur pour réaliser de très grandes pièces en superposant des couches de fils métalliques.

L’objectif n’est pas d’atteindre le niveau de finition et de précision des systèmes à fusion laser sur lit de poudre, mais de produire des pièces personnalisées de grande taille qui ont peu besoin de finitions de surface. Lorsque cela est nécessaire, MX3D est capable d’usiner les pièces pour obtenir un état de surface plus lisse.

Le dernier fait d’armes de MX3D, un projet dénommé MX3D Robot Arm, concerne la fabrication de pièces détachées pour un bras de robot industriel. La pièce, conçue par une équipe d’ingénieurs d’Altair et imprimée en 3D par MX3D, peut être implémentée en tant que pièce de rechange sur un robot ABB de palettisation. Dévoilé pour la première fois en novembre 2019, ce projet montre comment la conception générative peut optimiser et personnaliser les bras robotiques pour une productivité accrue.

« il peut être intéressant de se pencher sur la personnalisation pour optimiser les conditions de fonctionnement »

Optimisation topologique de la pièce de rechange du robot ABB

Basée sur une pièce existante d’ABB, la pièce en inox a été redesignée par les ingénieurs d’Altair pour convenir à la fabrication additive, mais surtout pour se focaliser d’avantage sur la fonctionnalisation que sur les contraintes de fabrication. La combinaison de l’impression 3D et de l’optimisation topologique a permis de créer une forme plus efficace, pour augmenter la productivité d’une part, mais aussi améliorer la manipulation du robot grâce à une énergie cinétique plus faible et une meilleure précision.

« Parfois, l’enveloppe de travail est spécifique lorsque les entreprises veulent déplacer des objets qui sont tout simplement hors de portée. Cela peut être autour d’un coin, derrière un mur, ou tout simplement hors de portée de l’enveloppe de travail standard. Dans ce cas, la personnalisation est requise au-delà de la gamme de produits OEM standard. » explique Altair.

« L’outillage personnalisé est un autre scénario. Certaines entreprises conçoivent et fabriquent leur propre bras supérieur, car elles doivent monter des outils spécifiques sur le robot. Lorsque des exigences particulières sont identifiées, il peut être intéressant de se pencher sur la personnalisation pour optimiser les conditions de fonctionnement. »

Une réduction de 50 % du poids de la pièce

Comme souvent avec la fabrication additive, les résultats obtenus, aussi bien en terme l’allègement que le temps de production sont spectaculaires. Alors que le bras d’origine pesait 150 kg, sa version imprimée en inox ne pèse que 73 kg. Il n’aurait fallu que 4 jours contre plusieurs semaines auparavant pour fabriquer la pièce. Pour la finition, c’est une fraiseuse 3 axes qui a été utilisée pour traiter les dernières imperfections.

Le bras robot qui a passé avec succès toutes les étapes du processus de développement est aujourd’hui arrivé à sa phase test. La technologie développée par MX3D montre le potentiel énorme de la fabrication additive pour la production de pièces de rechange robotisées à grande échelle et personnalisées.

Dans un secteur où le besoin en outillage est très coûteux et les délais de production particulièrement long, la fabrication additive, en particulier par fusion à l’arc de fil métallique, présente de sérieux atouts pour concurrencer les techniques traditionnelles.