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En dépit des nombreux obstacles qui empêchent encore l’impression 3D de s’imposer sur les chaînes des constructeurs automobile pour faire de la fabrication en série, de sérieuses avancées sont en train d’avoir lieu. Il a quelques semaines, Primante3D vous faisait part des progrès surprenants réalisés par Divergent, une start-up américaine qui a développé une solution permettant de concevoir et de fabriquer des automobiles presque entièrement. Tout aussi encourageant, cette semaine c’est BMW qui a officialisé la mise en route de son projet IDAM “Industrialisation and Digitisation of Additive Manufacturing for Automotive Series Production”. Le constructeur allemand parle d’une ligne de production automatisée désormais en mesure d’assurer « une productivité maximale ».
Lancé il y a maintenant trois ans sous l’impulsion de 12 partenaires comprenant des PME, de grandes entreprises et des instituts de recherche allemands, ce projet a pour ambition d’intégrer l’impression 3D métallique dans les lignes de production conventionnelles de l’industrie automobile. L’idée étant comme chacun l’aura deviné, de remplacer les processus coûteux et longs, tels que la production de moules, mais aussi répondre à la demande de personnalisation des produits sans coût supplémentaire.
« En tenant compte d’une vision intégrée de la chaîne de production automobile, les partenaires du projet prévoient de réduire la part des activités manuelles le long de la chaîne de processus d’environ 35 % actuellement à moins de 5 %.” Avait déclaré Fraunhofer au lancement du projet. « En outre, les coûts unitaires des composants métalliques imprimés en 3D devraient être réduits de plus de moitié. »
Plus concrètement, le projet IDAM consiste à reproduire l’ensemble de la chaîne de production, de la préparation de la production numérique à la fabrication et au post-traitement des composants. BMW estime que la production devrait atteindre au moins 50 000 composants de série par an, avec plus de 10 000 pièces individuelles et de rechange. Les protagonistes ont pour cela réparti deux lignes de production de fabrication additive, l’une dans l’usine du groupe BMW à Munich, et l’autre dans celle de l’équipementier automobile GKN Powder Metallurgy.
« Le post-traitement des composants fabriqués a lieu dans des stations spécialement conçues et également entièrement automatisées »

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BMW parle de lignes de production entièrement automatisées et connectées, principalement équipées de système de fabrication additive métallique à fusion laser sur lit de poudre. Des systèmes de transport sans conducteur (FTS) entièrement automatisés convoient désormais les chambres de construction mobiles des imprimantes 3D entre les modules des lignes de production d’IDAM. Les machines sont gérées par une unité de contrôle centrale qui consolide toutes les données de production des modules de ligne individuels pour assurer une productivité et une qualité maximales.
“Le post-traitement des composants fabriqués a lieu dans des stations spécialement conçues et également entièrement automatisées.” Ajoute le constructeur allemand. ”La qualité des composants est une priorité absolue. Le contrôle qualité des pièces finies s’effectue en ligne, pendant le processus de fusion au laser, à l’aide de capteurs. Cela comprend la vérification des émissions du bain de fusion avec une caméra CMOS et un pyromètre. Des algorithmes d’IA sont utilisés pour corréler les données collectées avec la qualité réelle des composants. Cela signifie que les écarts de processus peuvent déjà être identifiés pendant la production et la qualité des composants évaluée.”
BMW nourrit bien sûr les mêmes ambitions sur l’impression 3D polymère. C’est ainsi qu’en mars 2020, le constructeur allemand s’est retrouvé au coeur d’un autre projet de fabrication additive dénommé Polyline. Regroupant 15 partenaires industriels, scientifiques et acteurs académiques, dont la plupart déjà acteurs du projet IDAM (3Yourmind, Dyemansion….), celui-ci vise à mener des travaux de recherche et développement sur la création d’un process complètement automatisé de fabrication additive SLS de pièces plastiques, pour l’industrie automobile. Financé par le ministère fédéral allemand de l’éducation et de la recherche à hauteur de 10,7 millions d’euros, Polyline devra bien entendu répondre aux normes de l’industrie automobile, mais aussi au cahier des charges défini par le groupe BMW.

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