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Materialise | Un treillis pour chaque occasion : OECHSLER produit des treillis innovants, imprimés en 3D pour la première fois, grâce à la magie

15/02/24

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Un treillis pour chaque occasion : OECHSLER produit des treillis innovants, imprimés en 3D pour la première fois, grâce à la magie

Quel est le point commun entre les os humains et les ruches ? Ils utilisent un réseau de treillis comme cadre. La nature exploite la puissance des structures cellulaires ouvertes, comme les treillis, depuis des temps immémoriaux. Toutefois, la fabrication de géométries aussi complexes peut s’avérer difficile si l’on ne dispose pas de la technologie, de l’expertise et des logiciels adéquats. OECHSLER s’avance. Grâce à son savoir-faire en matière de fabrication additive (AM), aux outils de conception de l’impression 3D et à Materialise Magics, l’entreprise a constitué une impressionnante bibliothèque de treillis reproductibles pour répondre à toutes les exigences en matière de conception. Grâce à Magics, ils sont en mesure de faire quelque chose de vraiment unique : s’assurer que les pièces AM et les treillis personnalisés de leurs clients sont imprimés correctement, du premier coup, à chaque fois.

OECHSLER est réputé pour ses innovations, en particulier dans le domaine de l’impression 3D. En un peu moins d’une décennie, l’entreprise est passée du prototypage régulier en 2010 à la production de masse d’environ 2 millions de pièces AM par an d’ici à la fin 2019. Au cours de cette période, elle a augmenté la production et la complexité de ses produits dans différents secteurs, allant des casques de vélo et des meubles à des conceptions plus complexes telles que les sièges de voiture rembourrés inspirés du treillis pour le secteur de l’automobile.

« L’AM est la technologie idéale pour repenser les produits existants et les méthodes de fabrication traditionnelles, combinée à la liberté de conception offerte par les treillis », déclare Marc Baldauf, responsable de la communication marketing chez OECHSLER.

AM LATTICES : FAÇONNER L’AVENIR DE LA CONCEPTION DE PRODUITS

En 2020, l’expérience d’OECHSLER en matière de création de produits sur différents marchés lui a permis d’aller au-delà de la production de pièces standard pour les clients. C’était le moment idéal pour produire des conceptions encore plus complexes.

« C’était une année charnière pour nous, et pas seulement à cause de COVID-19. Nous avons décidé d’utiliser l’AM non seulement pour répondre aux besoins de nos clients, mais aussi pour développer nos propres solutions. Nous avons augmenté nos possibilités de développement et d’ingénierie des processus, élargissant notre production pour inclure des meubles, des sacs à dos et des semelles intérieures – inspirés par nos différents treillis », déclare Andreas Knöchel, responsable de la gestion des programmes – Additive Manufacturing Lattice chez OECHSLER.

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Les meubles imprimés en 3D d’OECHSLER s’inspirent des treillis. Crédit : OECHSLER

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« Nous sommes passés de la production de pièces prédéfinies conçues par les clients à la création de composants spécialisés conçus, testés et entièrement validés par nos soins. Ces pièces ont démontré les capacités d’OECHSLER et montré comment nos solutions imprimées en 3D pourraient fonctionner pour de futurs produits. »

« J’estime qu’il est environ quatre fois plus rapide d’effectuer un ajustement en utilisant Magics que de devoir faire des allers-retours pour modifier les conceptions directement dans l’outil de CAO.
– Andreas Knöchel, responsable de la gestion de programme – Fabrication additive Lattice chez OECHSLER

Leur incursion dans la fabrication de produits destinés à différentes applications leur a permis d’acquérir une expertise dans une conception structurelle particulière : les treillis. « Certains clients veulent imprimer une pièce en fonction de certains critères, ce qui est très bien. Mais s’ils n’ont pas d’idée précise, nous développons un design personnalisé en utilisant notre algorithme pour créer un nouveau treillis », explique Andreas. En conséquence, les structures en treillis complexes et le développement de produits sont devenus les compétences principales du département AM d’OECHSLER, devenant des caractéristiques distinctes de l’équipe. Aujourd’hui, l’équipe opère une nouvelle transition en ajoutant des éléments techniques à son portefeuille.

« Nous aimons faire les choses différemment chez OECHSLER. Tous les autres commencent par des composants techniques et passent ensuite au stade du développement, alors que nous avons fait exactement le contraire. Nous avons commencé par des développements complexes, des produits complexes. Nous avons commencé par des développements complexes, des produits complexes. Maintenant, nous ajoutons des pièces prédéveloppées plus régulières, de formes et de tailles différentes. Mais notre objectif est simple : fournir à nos clients une qualité exceptionnelle. Nous adaptons notre conception aux besoins du client et nos pièces obtenues par AM sont comparables aux pièces moulées par injection », souligne Andreas.

L’ITÉRATION AU SERVICE DE LA RÉUSSITE : LATTICE DATABASE ET MAGICS AUGMENTENT LA PRODUCTIVITÉ ET RÉDUISENT LES COÛTS

L’équipe peut offrir une large gamme de services grâce au travail de fond qu’elle a effectué il y a quelques années. « Nous avons créé des modèles à fonction zéro, mais nous nous sommes également penchés sur l’objectif principal et les caractéristiques de chaque nouveau treillis que nous avons généré. Nous avons procédé à d’innombrables itérations, testé, imprimé et mesuré de nombreux modèles. Nous disposons désormais d’une énorme base de données dans laquelle nous pouvons puiser ».

Cette vaste collection de treillis (basée sur des critères tels que la résistance, la rigidité et la porosité, entre autres) permet à OECHSLER de créer rapidement et à grande échelle des modèles rentables et polyvalents. « Auparavant, il n’existait pas d’outils adaptés à nos besoins, comme la modification de détails infimes. Nous avons donc créé notre propre algorithme, que nous améliorons régulièrement en y ajoutant des fonctions supplémentaires. Magics est notre outil clé pour traiter les pièces prêtes à être imprimées à l’aide de la technologie de fusion sur lit de poudre.

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La base de données de treillis et l’expertise 3DP d’OECHSLER lui permettent de produire diverses géométries et conceptions complexes. Crédit : OECHSLER

L’équipe utilise les Magics à trois fins différentes. La première consiste à apporter de légères modifications à la conception, ce qui permet d’ajuster rapidement les structures existantes. Le deuxième est lié à l’identification des problèmes susceptibles d’entraîner des échecs de construction et de les arrêter avant qu’ils ne se produisent, ce qui permet d’éviter le gaspillage et d’économiser de l’argent. Enfin, l’outil imbrique efficacement les pièces, répartissant de manière optimale les composants à imprimer sur les machines disponibles d’OECHSLER. Cela permet de maximiser la capacité de chaque machine tout en maintenant une excellente qualité des pièces.

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OECHSLER utilise Magics pour modifier les structures en treillis existantes et identifier les problèmes susceptibles d’entraîner des échecs de construction. Crédit : OECHSLER

« Il y a des millions de surfaces et des centaines de milliers d’entretoises à analyser – il y a donc des défis partout. Magics trouve tous les problèmes que vous pouvez lui soumettre. De plus, si Magics ne peut pas réparer un support, la structure est alors complètement détruite. Outre l’optimisation et la prévention, Magics est essentiel pour nous en termes d’imbrication. En fait, c’est notre plus grand besoin. Ces trois fonctions clés, regroupées dans un godet prêt à l’emploi du volume de construction final, nous permettent d’envoyer immédiatement les dessins à nos imprimantes HP Multi Jet Fusion dans l’atelier d’impression ».

« Notre équipe l’utilise [Magics] 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 ; si nous n’y avions plus accès, nous ne pourrions plus valider de nouvelles conceptions de treillis. Rien de nouveau ne sortirait de notre installation de lit de poudre ».
– Andreas Knöchel, responsable de la gestion des programmes – Fabrication additive – treillis chez OECHSLER

Magics a été recommandé par un développeur expérimenté en fusion sur lit de poudre lorsqu’il a rejoint l’entreprise en 2020, et l’équipe a été impressionnée par l’outil depuis lors. « Nous l’avons choisi parce que le besoin s’en faisait sentir à l’époque, et nous n’utiliserions pas un autre logiciel aujourd’hui. Magics nous permet d’atteindre une efficacité maximale en matière d’imbrication. De plus, nous pouvons effectuer de petits ajustements sans passer par le logiciel de CAO. Cela nous fait gagner un temps fou. J’estime qu’il est environ 4 fois plus rapide d’utiliser Magics que de devoir faire des allers-retours pour modifier les dessins directement dans l’outil de CAO ».

Ces qualités permettent à OECHSLER de faire gagner du temps et de l’argent à ses clients, en leur fournissant des impressions de qualité qui respectent le principe du « first time right » (FTR), des dessins qui satisfont leurs clients et des treillis qui transforment la conception industrielle et celle des produits.

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3D printing unique lattice designs using HP MJF printers. Credit: OECHSLER

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UN LOUP DÉGUISÉ EN AGNEAU : GAGNER DEUX PRESTIGIEUX RED DOT AWARDS, AUGMENTER LA PRODUCTION ET REGARDER VERS L’AVENIR

L’entreprise a remporté deux prix Red Dot Design consécutifs, qui ont séduit les experts et les passionnés de l’impression 3D. En 2022, OECHSLER a remporté la catégorie « Best of the Best » Design Concept pour son sac à dos de trekking doté d’un rembourrage dorsal imprimé en 3D.

L’entreprise a également aidé Jack Wolfskin à remporter le « Product Design Award » cette année en collaborant avec eux pour produire leur nouveau sac à dos 3D Aerorise. Ce sac à dos utilise un système de portage imprimé en 3D qui allie durabilité, légèreté, confort et ventilation – des qualités qui ont particulièrement impressionné le jury. « Notre dernier prix a été décerné pour la conception d’un produit. Il s’agit d’un produit commercial, ce qui montre que nos treillis innovants peuvent fournir aux entreprises des exemples concrets de réussite », déclare Marc.

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Le sac à dos Aerorise 40 de Jack Wolfskin a reçu le prix Red Dot Product Design Award pour 2023. Crédit : OECHSLER

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L’entreprise a conquis de nombreuses industries, mais le prochain secteur qu’elle aimerait vraiment développer est celui de l’automobile. « Nous considérons ce secteur comme le lieu par excellence de l’innovation. C’est là que nous voulons être », déclare Andreas. « Cependant, il faut être très convaincant pour passer à l’AM. Si le problème n’est pas assez important, les fabricants reviendront à la moyenne, en l’occurrence à la fabrication traditionnelle. » OECHSLER doit également relever le défi de naviguer dans le cycle de développement strict de l’industrie automobile.

« Il faut être prêt au début du cycle de développement, et comme les voitures fonctionnent sur une fenêtre de 5 à 6 ans, cela ne vous donne pas beaucoup d’opportunités. C’est notre défi, mais nous savons que nous pouvons y arriver. Nous avons des pièces qui répondent aux exigences les plus strictes de l’industrie automobile, comme les spécifications mécaniques et chimiques, et nous soumettons nos pièces à notre propre processus de contrôle de la qualité. C’est pourquoi Magics est essentiel pour nous. Nous devons fabriquer des produits reproductibles répondant aux normes les plus strictes, ce qui n’est possible qu’avec Magics. Notre équipe l’utilise 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 ; si nous n’y avions plus accès, nous ne pourrions pas valider de nouvelles conceptions de treillis. Rien de nouveau ne sortirait de notre usine de fabrication de lits de poudre.

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Sièges en treillis conçus pour des applications automobiles. Crédit : OECHSLER

Avec un tel soutien, il n’est pas étonnant que toute l’équipe utilise Magics 27. « Toute l’équipe utilise Magics quotidiennement. Et nous sommes actuellement en train de passer à la dernière version. Pour OECHSLER, l’AM a apporté une énorme base de nouveaux clients et nous a permis de créer des produits encore plus innovants. L’impression 3D est un phare qui brille pour nous et, d’une certaine manière, Magics est notre gardien de phare. C’est un produit essentiel pour nous ».

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