L’allègement comprend toutes les méthodes et pratiques qui rendent les pièces et produits industriels, tels que les véhicules, plus légers tout en conservant ou même en améliorant leurs fonctions techniques et mécaniques. La réduction du poids peut entraîner des économies significatives en termes de matériaux, de coûts et de délais de fabrication – la fabrication additive est un excellent choix.
La légèreté réduit non seulement le coût des pièces, mais réduit également la consommation générale de matériaux. Il est de plus en plus avantageux pour les entreprises d’intégrer des pratiques commerciales respectueuses de l’environnement, et l’utilisation de moins de ressources contribue grandement à la protection de la planète. La protection de l’environnement peut même être une exigence - de plus en plus de pays adoptent des réglementations plus strictes sur les émissions et les pratiques de fabrication
Comment la fabrication additive (impression 3D) peut-elle être appliquée pour produire des pièces non seulement plus légères, mais aussi plus efficacement conçues et plus solides ?
◆Structures creuses en sandwich et à parois minces renforcéessont généralement composés de panneaux relativement minces et de noyaux relativement épais. Sous charge de flexion, le matériau de surface supporte principalement des contraintes de traction et de compression, et le matériau de base supporte principalement une contrainte de cisaillement et supporte également une partie de la contrainte de compression. La structure sandwich présente les avantages d’une rigidité et d’une résistance à la flexion légères et élevées, d’une forte anti-instabilité, d’une résistance à la fatigue, d’une absorption acoustique et d’une isolation thermique.
◆La structure en treillis creux peut atteindre l’équilibre parfait entre la résistance technique, la ténacité, la durabilité, la statique, la dynamique et les coûts de fabrication. La structure creuse tridimensionnelle a un haut degré de symétrie spatiale, qui peut décomposer uniformément la charge externe et assurer la capacité portante tout en réduisant le poids.
◆La réalisation de la structure intégréeapporte non seulement les avantages de la légèreté, mais réduit également le besoin d’assemblage, ce qui ouvre également un espace réalisable pour les entreprises afin d’améliorer l’efficacité de la production. Un cas typique à cet égard est que GE a réduit le nombre de pièces d’injecteur de carburant de plus de 20 à une grâce à l’optimisation continue, aux tests et à la réoptimisation de sa conception d’injecteur de carburant au cours de plus de 10 ans d’exploration.
◆Optimisation de la topologieredistribue le matériau à la pièce d’origine et réalise souvent une optimisation fonctionnelle basée sur les exigences de réduction de poids. Les structures de forme spéciale optimisées pour la topologie sont simulées et analysées pour compléter la modélisation finale. Ces conceptions ne peuvent souvent pas être traitées par des méthodes de traitement traditionnelles, mais peuvent être réalisées par impression 3D métal.
Les avantages de la légèreté peuvent être résumés comme suit:
• Réduction de la consommation de matériaux et des coûts
• Possibilité d’optimiser la structure de la pièce pour des performances plus élevées
• Moins de déchets est plus respectueux de l’environnement
• Meilleure réputation des consommateurs
Tout produit peut bénéficier de la légèreté car plus le poids est faible, plus les frais d’expédition sont bas. Par conséquent, il est applicable à presque toutes les industries. Cependant, les entreprises les plus enthousiastes se trouvent dans les secteurs de l’aérospatiale et de l’automobile. La réduction du poids d’un avion, d’un engin spatial ou d’un véhicule réduit également la consommation de carburant. Cela se traduit directement par des économies de coûts d’exploitation, et l’augmentation potentielle des ventes qui en résulte peut rapidement compenser les dépenses du processus léger.
L’allègement dans ces domaines est devenu encore plus important en raison de l’émergence récente des véhicules électriques. Pour l’instant, les voitures électriques ne peuvent pas atteindre les mêmes vitesses de pointe que les voitures à moteur à combustion. Rendre ces véhicules plus légers améliorera l’efficacité du moteur et aidera à combler l’écart entre les deux types de véhicules.
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