solidThinking Inspire révolutionne le processus de conception pour la fabrication additive avec la création du premier cadre de vélo en impression 3D au monde

Tige de selle 45 pour cent plus légère grâce à l’optimisation de la topologie


solidThinking annonçait récemment un succès majeur dans l’industrie de la fabrication additive qui pourrait révolutionner la façon dont les composants sont conçus et fabriqués. Renishaw, le seul fabricant au Royaume-Uni d’une machine de fabrication additive à base de métal, a utilisé le logiciel solidThinking 9.5 Inspire pour aider à créer le premier cadre de vélo en impression 3D au monde. Chris Williams d’Empire Cycles, une société britannique leader dans la conception et la fabrication de vélos, a conçu le vélo de montagne (VTT) en profitant de la technologie de fabrication additive de Renishaw, permettant la création d’un cadre en titane qui serait à la fois solide et léger.

Renishaw a utilisé Inspire pour effectuer l’optimisation topologique et la génération de concepts. Inspire a généré une nouvelle disposition du matériau dans l’espace en utilisant les cas de charges et les supports comme paramètres. Le nouveau concept a non seulement atteint les objectifs de performance, mais aussi obtenu la masse minimale. Un outil comme Inspire va de pair avec la fabrication additive en générant une conception de composants qui maximise la liberté de fabrication et propose des composants plus solides et plus légers. L’allègement était le but ultime du projet, ce qui s’est traduit par des pièces conçues pour une résistance maximale avec un poids minimal. La nouvelle tige de selle est de 45 pour cent plus légère que la tige de celle d’origine.

« Nous avons réduit la tige de selle de 360 grammes à 200 grammes et les économies de poids n’ont pas besoin d’être compensées ailleurs. Nous n’avons pas encore pleinement exploité les possibilités d’analyse par éléments finis, ce qui est un gros travail pour un projet comme celui-ci. Ce que nous avons pu faire est de nous rapprocher de l’idéal et de tester le vélo dans le monde réel avec toute une série de capteurs sur le cadre. Nous avons recueilli des données et optimisé à partir de là », explique Robin Weston, Directeur du marketing Renishaw.

« La tige de selle créée par Renishaw témoigne d’une utilisation véritablement révolutionnaire de solidThinking Inspire et de la fabrication additive. Une réduction de poids de 45% sur cette partie permet non seulement d’augmenter les performances, mais peut aussi aider à diminuer les coûts matériaux », a déclaré Andrew Bartels, Program Manager, solidThinking. « Nous sommes ravis de voir des sociétés comme Renishaw pousser les limites de la fabrication traditionnelle en utilisant Inspire pour la génération de concepts. »

Avec des économies de poids importantes obtenues sur un seul composant, et quelques réserves de la part de Williams au sujet de la conception, la portée a soudainement augmenté. « Alors que nous avions pensé à des tubes d’aluminium extrudé ou hydro formé ou même des fibres de carbone pour le cadre, collés sur quelques morceaux de titane dans les coins des triangles, nous avons commencé à envisager d’en faire encore plus. »


Williams a expliqué que l’utilisation de matériaux de cadre standards a vraiment inhibé la liberté de conception. « En étudiant le cadre en aluminium et sa contribution principale de 2100 grammes de poids total, nous savions que nous pouvions contribuer à créer quelque chose d’aussi résistant, mais de beaucoup plus léger. De là, l’idée est venue que nous pourrions en faire plus, peut-être même sur tous les principaux composants du cadre. Comme aucun outillage n’est nécessaire, des améliorations de conception continuelles peuvent être effectuées facilement, et parce que le coût des composants est basé sur le volume plutôt que la complexité, il est possible de créer certaines parties très légères à un coût minime. »

Renishaw a présenté ses travaux à la conférence utilisateurs Altair 2014 en juin dernier à Munich, présentation disponible sur http://www.altairatc.com/europe/eatc2014-abstracts/session-4/renishaw.html.


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