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Études de cas Produits commerciaux

Saisissez toutes les chances grâce à l'impression 3D

Pour les fabricants commerciaux, la flexibilité est essentielle pour réaliser des produits parfaits en petit, moyen ou grand volumes. Les solutions de fabrication numérique font souvent la différence entre refuser un travail potentiel et exploiter de façon rentable des marchés.

Machines Fortus de Thogus

Créée sous le nom de Master Mold & Die en 1950 par Jack Thompson, Thogus Products (Thogus) est une société de fabrication fondée il y a 61 ans pour se consacrer essentiellement au moulage par injection. En 1997, 56 % de ses ventes provenaient des clients du secteur automobile. Une décennie plus tard, sous la pression conjuguée d'une économie ralentie et des limites d'une faible diversification, Thogus a décidé de chercher de nouvelles sources de revenus.

Découverte de Stratasys

Lorsque Matt Hlavin, le petit-fils de Jack Thompson, est devenu président de Thogus, en 2008, il s'intéressait déjà à Stratasys – un fabricant de machines de fabrication additive pour le prototypage et la production de pièces en plastique – depuis près de 10 ans. Intrigué par les capacités de développement de produits offertes par la technologie de Stratasys, M. Hlavin avait trouvé sa solution et une orientation pour Thogus. Il a donc décidé d'axer l'activité de Thogus’ sur le moulage en petit volume et les matériaux fortement spécialisés en utilisant les systèmes de modélisation par dépôt de fil en fusion (FDM) de Stratasys. La transition vers une production en petit volume a permis à Thogus de concurrencer les ateliers de fabrication à coût élevé, grâce à ses nouveaux processus de fabrication légers et flexibles. “L'une des décisions les plus importantes que j'ai prises en tant que président a été l'achat de deux machines Fortus 400mc pour contribuer au développement des produits et offrir de la valeur ajoutée à nos clients,” affirme M. Hlavin. “La technologie de Stratasys utilise les mêmes matériaux thermoplastiques que nous employons dans le moulage par injection. Ainsi, nous sommes en mesure de produit des pièces en petit volume jusqu'à ce que nos clients justifient l'outillage de production, lequel est très onéreux.”

plaque de montage robotique

Avant même de disposer de son premier système de production 3D Fortus en interne, la vision de M. Hlavin’avait été confirmée par Stratasys : “Nous avions commandé une machine FDM et Stratasys a accepté de réaliser des pièces pour nous avant l'arrivée de notre machine. L'un de nos clients avait besoin d'une pièce réalisée pour le projet d'un client, mais elle ne pouvait pas être fabriquée telle qu'elle avait été conçue. Alors, nos ingénieurs l'ont conçue à nouveau. Nous avons ensuite construit leur pièce d'origine et conçu la pièce à nouveau, puis présentées au client. Ils étaient sous le choc. Lorsque leur client’ est revenu de l'étranger la semaine suivante, ils ont pu conclure l'affaire. Ce qui signifie que nous avions obtenu un programme à 600 000 dollars. Avant même d'installer notre première machine, Stratasys nous a aidés à conclure un contrat nous permettant de la payer.”

Après avoir obtenu un retour rapide sur son investissement initial dans deux machines Stratasys, M. Hlavin décida d'investir quelques millions de dollars dans la technologie de pointe, des biens d'équipement et l'automatisation, notamment deux imprimantes 3D Dimension SST 1200es, une station de lissage et un système de production 3D Fortus 900mc. “Nous avions totalement confiance en Stratasys, et nous avons donc acheté tous les matériaux qu'elle offre –ABSplus, ABSi, ABS-M30, PC-ABS, PC, Ultem 9085 et PPSF/PPSU – afin de gérer la création du concept, le prototypage fonctionnel, l'outillage pour prototypes, le filtrage, l'outillage robotique et la production finale selon la demande de nos clients,” ajoute M. Hlavin.

Outil d'automatisation/outil robotique

Avec la FDM, la réussite se traduit en chiffres

Depuis 2008, Thogus a embauché 86 personnes, dont 31 en 2010. Cette même année, son chiffre d'affaires a augmenté de 76 % par rapport à 2009. Thogus assure que cette croissance impressionnante est à mettre au crédit de la technologie FDM de Stratasys, utilisée par la société pour élaborer une solution de fabrication qui rationalise le processus de production. Elle répercute les économies réalisées à ses clients. La philosophie est simple, et universelle. “Les prix bas sont gagnants,” déclare M. Hlavin. “Nous’ allons proposer des pièces avec des estimations, ce qui est virtuellement impossible pour une entreprise de moulage par injection. Cela’ démontre notre degré de confiance.”

En janvier 2009, Thogus n'avait’ aucun ingénieur en poste. Aujourd'hui, la société emploie 15 ingénieurs spécialisés dans les plastiques, le génie civil, la mécanique, le biomédical et la chimie. “En intégrant l'ingénierie à notre activité, nos clients élaborent des produits plus rapidement et plus efficacement,” ajoute-t-il. M. Hlavin perçoit la technologie FDM de Stratasys’ comme l'avenir du traitement des plastiques, de la fabrication et du développement de produits. “Nous nous trouvons à l'aube d'une économie de personnalisation de masse – chacun selon ses goûts, en petits volumes.”

Une sagesse peu conventionnelle

Vitamix, un fabricant de mélangeuses commerciales, achetait des pièces de prototype SLA auprès des agences de services locales lorsque Thogus leur a présenté les pièces de prototype réalisées au moyen de thermoplastiques réels. “Nous leur avons montré ce que nos machines leur feraient gagner en termes de temps et d'argent,” explique M. Hlavin. “Ils ont adoré, car les pièces étaient beaucoup plus solides, et elles leur permettaient d'effectuer des tests fonctionnels.”

M. Hlavin a même encouragé Vitamix à acheter leur propre machine FDM de Stratasys. Et ils l'ont fait. “Pour Vitamix, chaque projet est urgent, nous prenons donc désormais en charge toutes les commandes qu'ils ne peuvent pas traiter en interne’. Depuis que les machines ont accéléré le processus de fabrication, nous’ ils nous fournissent davantage de travail qu'auparavant.”

Une production rationalisée avec la FDM

Contrôle qualité de fixations pour moulages

La FDM n'a pas seulement révolutionné son activité de moulage par injection, mais M. Hlavin a également découvert ses avantages pour la chaîne de production. “Une grande partie de notre travail se réalise au niveau de l'élaboration du prototype : petit volume, exécution plus rapide. La technologie FDM de Stratasys peut fabriquer une pièce en quelques heures à partir d'un fichier CAO. Nous voulons délivrer à nos clients des pièces fonctionnelles qu'ils peuvent utiliser pour les tests et la validation,” déclare M. Hlavin. “Mais, ce que nous avons’ découvert après l'acquisition de la machine, c'est que la FDM’ offre des avantages bien plus importants. Et elle’fait partie de notre processus de fabrication dans notre usine.”

Chez Thogus, la FDM fait partie de chaque aspect de l'activité. “Nous disposons de l'automatisation, de robots sur nos machines. Au lieu d'utiliser une plaque en métal ou un cadre en aluminium pour les outils robotiques grands et lourds, onéreux et laborieux à construire, nous pouvons prendre une géométrie 3D et imprimer un outil robotique d'un poids de 70 – à 90 % inférieur. De plus, nous pouvons le faire en moins de 24 heures.”

M. Hlavin s'est rendu compte que cet avantage avait conduit à réduire les coûts de main-d'œuvre directe sur la chaîne de production. “Peu m’importe dans quel secteur vous’ travaillez,” dit-il. “La FDM va tout chambouler. Je ne’ connais aucune autre technologie capable de faire ce que fait la FDM.”

Mais pour lui, les avantages de la FDM vont bien plus loin. “Je considère la technologie FDM de Stratasys comme l'avenir de la fabrication,” affirme-t-il. “Cette technologie nous permet de réaliser des choses que nous n'aurions jamais pu faire auparavant. “Nous économisons plus de 150 000 dollars par an grâce à l'automatisation de la fabrication, les fixations, le prototypage avancé, la vérification des produits avant l'usinage et plus encore,” ajoute M. Hlavin. “Je ne peux’ pas imaginer une chaîne de production sans cette technologie. Pour notre activité, elle est aussi importante que l'e-mail.”

Si on lui demande de quelle façon la FDM a révolutionné son modèle économique, M. Hlavin répond tout simplement : “Tous les fabricants sont à la recherche de moyens de commercialiser leurs produits plus rapidement et de réduire au maximum leurs cycles de développement et de production. La seule ressource que vous ne pouvez pas acheter sur cette terre est le temps. Désormais, avec la FDM, nous’ sommes en mesure de vendre du temps.”

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