Tracteur John Deere 6M (crédits photo : John Deere)
Si jusqu’ici l’industrie automobile a essentiellement tiré profit de l’impression 3D métal pour ses véhicules de luxe et de sport, sa branche agricole commence elle aussi à en expérimenter les bienfaits. Une impulsion venue du géant du tracteur John Deere qui a récemment révélé ce qui constitue une première pour l’entreprise, mais aussi probablement pour ce secteur : l’utilisation de cette technologie pour des pièces de production en métal.
Cantonné depuis de longues années au quasi strict emploi de la fabrication additive à des fins de prototypage ou d’outillage, le leader mondial des agroéquipements (69 600 employés et 52 milliards de CA en 2021) envisage désormais plus « sérieusement » cette technologie.
Il faut dire que John Deere à toujours été à la pointe de l’ingénierie et de l’innovation. Loin de l’image d’épinal qui colle encore parfois à l’agriculture, ce constructeur américain utilise par exemple la réalité virtuelle pour construire ses tracteurs de nouvelle génération. Rien d’étonnant donc à ce qu’en 2019, cette société ait pris la décision de se doter de capacités de fabrication additive. À Moline, dans l’Illinois, l’entreprise a ouvert un centre équipé d’une quarantaine d’imprimantes 3D pour fabriquer ses prototypes, outils et gabarits.
Ne comptant pas s’arrêter en si bon chemin, John Deere s’est penchée sur l’impression 3D métal à jet de liant de son compatriote HP pour envisager celle-ci pour des pièces d’utilisation finale. C’est ainsi que la société a récemment dévoilé le fruit de ce rapprochement : une vanne pour carburant. La fabrication additive s’est révélée particulièrement pertinente pour réaliser le nouveau filetage arrondi et lisse de cette nouvelle génération de vannes en acier.
« vous avez toujours des angles vifs si vous utilisez des outils d’usinage »
L’un des premiers prototypes de la vanne imprimés en plastique (crédits photo : John Deere)
John Deere explique avoir conçu des intérieurs filetés qui permettent un meilleur écoulement du fluide. Non seulement, le résultat aurait été impossible à obtenir de manière traditionnelle, mais l’impression 3D a permis de baisser leur coût de 50 % par rapport au forgeage et l’usinage.
En effet, le fait de pouvoir se passer d’outils et de moules grâce à l’impression 3D, a permis à l’entreprise d’accélérer son processus de création. Les prototypes ont pu être réalisés plus rapidement et à moindre coût. Sans oublier la souplesse conception offerte par cette technologie, qui autorise n’importe quel changement de design à tout moment et sans limites d’itérations. La version imprimée serait également plus petite.
« En dynamique des fluides, lorsque vous avez deux perçages qui se croisent, vous avez toujours des angles vifs si vous utilisez des outils d’usinage. Avec l’impression 3D, vous pouvez avoir des angles arrondis, c’est l’élément qui nous a fait franchir une nouvelle étape dans l’optimisation de la vanne. » Explique l’entreprise.
En revanche, la ditepièce na pas été imprimée en interne, puisque c’est GKN Additive, un prestataire américain lui même équipée de plusieurs imprimantes 3D métal de HP, qui a été chargé de la production. Rappelons que c’est cette même entreprise qui l’an passé avait produit 60 000 pièces métalliques imprimées en 3D pour General Motors. Cinq semaines seulement lui avaient suffit. On apprend que GKN expédie actuellement plus de 4 000 vannes à John Deere, et que des tracteurs roulent déjà avec. « Nous avons choisi le procédé à jet métallique de HP car il est beaucoup plus rapide que les autres procédés d’impression 3D métal », souligne Jochen Müller, directeur mondial de l’ingénierie numérique chez John Deere. « Nous découvrons des opportunités pour fournir des équipements plus efficaces, fiables et durables, et HP nous a fourni la solution parfaite pour cela. »
« Nous sommes fiers d’être parmi les premiers du secteur agricole à tirer parti des avantages de l’impression 3D pour le prototypage et la production de pièces finales »
Vannes de carburant en acier imprimées à partir de la technologie HP Metal Jet de HP (crédits photo : John Deere)
Vannes installée sur l’un des nouveaux tracteurs de John Deere (crédits photo : John Deere)
Issue de deux ans de R&D, la vanne imprimée en 3D va être installée sur les nouveaux tracteurs John Deere 6R et 6M qui seront assemblés dans une usine de Mannheim, en Allemagne. « Notre concentration sur l’innovation et la durabilité est au cœur de tout ce que nous faisons pour nos clients », a déclaré le Dr Jochen Müller, responsable de l’ingénierie numérique mondiale chez John Deere. « Nous sommes fiers d’être parmi les premiers du secteur agricole à tirer parti des avantages de l’impression 3D pour le prototypage et la production de pièces finales. En tirant parti des plates-formes d’impression 3D industrielles pour les polymères et les métaux, nous découvrons des opportunités pour fournir des équipements plus efficaces, fiables et durables. »
Comme on pouvait s’y attendre, John Deere a l’intention d’étendre la fabrication additive à d’autres pièces de production, mais aussi à ses pièces de rechange. La société réfléchirait en effet à la création d’entrepôts numériques, ce qui lui permettrait de s’affranchir des nombreuses contraintes de gestion inhérentes à ses énormes stocks physiques.
« Nous avons une énorme organisation de pièces de rechange qui est très, très intéressée par l’impression 3D », a déclaré Jochen Müller, directeur mondial de l’ingénierie numérique chez John Deerer. « Habituellement, nous avons des pièces de rechange en stock pendant environ 20 ans, parfois même plus, et il est très difficile de prévoir quoi faire avec le stock disponible et comment réapprovisionner le stock si vous en manquez. »
