Retour aux résultats de recherche Sur un vélo de la série Speed Concept 9

Prototypes de souffleries Trek

Trek accélère ses cycles de conception grâce à l'imprimante 3D Objet

« Le fait que nous ayons été en mesure d'imprimer plusieurs itérations rapidement à permis aux designers d'effectuer davantage d'essais, tout en respectant les délais. »

— Mike Zeigle, Directeur du groupe ’de développement de prototypes chez Trek

Le fabricant primé de vélos produit désormais 4 fois plus de prototypes qu'auparavant, tout en accélérant la commercialisation

Trek a été fondé en 1976 avec une mission simple : construire les meilleurs vélos du monde. Cette société a été récompensée à de nombreuses reprises pour son design et son innovation. Mike Zeigle est le chef de groupe pour le développement de prototypes chez Trek’. Ce groupe est composé de neuf professionnels ayant un grand nombre d'outils à leur disposition. Ils disposent notamment d'un atelier d'usinage doté de cinq centres d'usinage CNC, d'un atelier complet de soudage/fabrication de métal et, depuis de nombreuses années, d'agences de services à qui ils confiaient leurs tâches SLA.

Le prototypage joue un rôle central dans toutes les phases des cycles de développement de produits de Trek’. Concepteurs industriels, ingénieurs mécaniques, graphistes et personnel marketing : ils utilisent tous des prototypes. L'équipe de programmateurs, machinistes et soudeurs de Zeigle’ ne manque donc pas de travail. Dans la plupart des cas, ils réalisent des prototypes de pièces de vélo, mais il leur arrive aussi de produire des prémaquettes et des accessoires associés, comme des chaussures et des casques.

Pièces 3D de la Bike MaskLorsque les frais annuels de Trek en agences de services ont atteint 275 000 $, le responsable de Trek’pour l'ingénierie et la conception’ a décidé qu'il était temps d'envisager l'achat d'un système de prototypage rapide interne et a demandé à Zeigle de suggérer des alternatives. Il s'est d'abord concentré sur des outils de SLA, SD et FDM. Il a rapidement réduit ses recherches au SLA, mais il n'était toujours pas satisfait des coûts, de la taille et des exigences d'entretien des machines’. Un collègue lui a alors suggéré le système d'impression 3D Connex500 d'Objet, une machine propre et orientée bureau, dont la qualité et la finition sont similaires aux pièces fabriquées à partir du SLA.

Contrairement aux autres technologies envisagées par Zeigle, l'Objet Connex offre la possibilité unique d'imprimer des pièces et des assemblages réalisés à partir de plusieurs matériaux modèles, dotés de différentes propriétés mécaniques ou physiques, au sein d'un même produit. Les pièces produites avec Objet Connex offrent des surfaces lisses et durables et leurs détails sont incroyablement précis. Ce système peut imprimer des charnières, des pièces de pression par effleurement et des surmoulages dont les autres technologies sont incapables de réaliser le prototypage. La productivité supérieure, les résultats de qualité élevée et les capacités d'impression multi-matériaux uniques d'Objet Connex permettent aux utilisateurs d'imiter fidèlement l'apparence, la sensation et la fonction d'une palette incroyablement vaste de produits finis.

Pièces non peintes imprimées sur une imprimante 3D d'ObjetSelon Zeigle, le fait qu'Objet Connex puisse imprimer des matériaux numériques –, c'est-à-dire mélanger deux matériaux afin d'améliorer les duromètres – s'est avéré un facteur clé, tout comme la capacité d'Objet Connex’ à combiner deux matériaux sur une pièce. “Objet Connex était la seule machine de prototypage rapide que nous avons évaluée qui nous permettait de produire un élément avec plusieurs matériaux et duromètres”, explique Zeigle. “C'est impossible’ avec le SLA ou d'autres marques d'imprimantes 3D. Nous avons été séduits. Objet Connex a transformé ma perception de l'impression 3D.”

Zeigle et son équipe ont également été impressionnés par la qualité des pièces produites avec Objet Connex. “La qualité et la finition d'Objet Connex sont aussi bonnes que celles des pièces SLA que nous obtenions de notre agence de services”, a-t-il déclaré. “Et nous pouvons obtenir une pièce en seulement quelques heures, et non plus plusieurs jours et des tonnes de paperasserie comme c'était le cas quand nous faisions appel à l'externalisation.”

Objet Connex est à la base de la conception novatrice du nouveau vélo Speed Concept

Pièces finales peintes produites sur Objet Connex

L'équipe de Zeigle’ utilise son imprimante Objet Connex pour pratiquement tous les vélos produits par Trek. Plus récemment, elle a joué un rôle clé dans le lancement du nouveau vélo’ de la série Speed Concept 9–, un nouveau vélo de contre-la-montre utilisé au Tour de France et à l'Iron Man d'Hawaï. La conception unique de son cadre comprend des sections aérodynamiques qui réduisent la résistance aérodynamique et augmentent la vitesse. Pratiquement chaque pièce de cette nouvelle conception a été prototypée sur l'Objet Connex avant d'être envoyée du siège de Trek’ dans le Wisconsin vers des installations en Californie pour subir des tests de soufflerie – où des échantillons de cadres ont été testés à des vitesses de vent de 50 km/h et plus. 

“Les designers avaient beaucoup d'idées, en particulier pour la conception de la section aérodynamique, et voulaient voir l'impact sur la résistance aérodynamique, ”explique Zeigle. “Nous avons donc imprimé plusieurs pièces sur l'Objet Connex, qu'ils ont pu appliquer sur le cadre principal du vélo et tester dans la soufflerie.” L'équipe a même produit des accessoires durables, comme des bouteilles d'eau et des boîtes bento sur l'Objet Connex, pour rendre les conditions de test plus réalistes. 

“Le fait que nous ayons été en mesure d'imprimer plusieurs itérations rapidement à permis aux designers d'effectuer davantage d'essais, tout en respectant les délais, ”explique Zeigle. Le résultat final constituait une véritable innovation en matière de conception de vélos, appelée Kamtail Virtual Foil’, et a suscité l'attention des principaux médias.

Avant de posséder son Objet Connex, l'équipe Trek produisait ses pièces de prototype à partir d'aluminium ou de mousse épaisse à l'aide de processus CNC dans son atelier d'usinage et les combinait aux pièces SLA externalisées auprès d'une agence de services. Selon Zeigle, les délais n'étaient pas du tout les mêmes. Il fallait parfois une semaine, voire plus, pour obtenir une pièce CNC et plusieurs jours pour une pièce SLA. Par contre, les délais d'obtention de pièces réalisées en interne sur l'imprimante 3D Objet sont généralement inférieurs à une journée. Lupe Ollarzabal, l'ingénieur qui gère l'imprimante Objet Connex de Trek’, estime que le fait d'avoir l'Objet Connex en interne a eu un grand impact sur la productivité de Trek’. “Notre Objet Connex nous permet de mettre un nouveau produit plus rapidement sur le marché ou de commercialiser
un meilleur produit à temps – et souvent, c'est ’les deux, ”déclare Ollarzabal – que Zeigle décrit comme la “personne à qui s'adresser” pour les designers qui ont besoin d'une pièce de prototypage immédiatement. “De toute façon, nous en sortons gagnants. Et nos clients aussi. Si le temps nous manque’, elle nous est vraiment d'une grande aide.”

Les designers de ’Trek sont sous le charme de l'Objet Connex. – Alors qu'ils devaient attendre des jours ou des mois avant d'obtenir leurs prototypes, ils peuvent désormais recevoir une pièce en moins de 30 minutes. Ils recourent au prototypage beaucoup plus fréquemment. “75 % des prototypes que nous créons sont des objets que nous n'aurions jamais prototypés auparavant, ”déclare Zeigle. “Quand nous externalisions ou lorsque nous devions compter sur le fraisage en interne, cette opération était trop coûteuse et chronophage pour effectuer beaucoup de prototypage.” Zeigle note que l'Objet Connex a aussi considérablement contribué à la diminution d'erreurs d'usinage, qui peuvent prolonger les délais de lancement d'un produit de plusieurs semaines ou mois.

Aujourd'hui, dit Zeigle, l'imprimante Objet Connex de Trek’ fonctionne presque 24 heures sur 24. “Au début, nous avions une personne à temps partiel qui gérait notre imprimante 3D Objet, ”se souvient-il. “Après 6 mois, comme les designers faisaient de plus en plus de prototypage, c'est devenu en emploi à temps plein. Si nous poursuivons sur cette lancée’, nous devrons ajouter une équipe, ou acheter une nouvelle Objet Connex, peut-être les deux. Notre machine actuelle fonctionne toute la journée, toute la semaine, et parfois pendant le week-end.”

Le service de Stratasys’ a été excellent, ajoute Zeigle, “J'aimerais que tous nos fournisseurs soient aussi réceptifs que Stratasys. Sur une échelle de 1 à 10, ils’ sont à 10.”

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