Impression 3 D : l’avenir des outils d’électromobilité

Kennametal est en mesure de répondre à la demande client croissante de solutions d’outillage allégé pour l’usinage spécifique des composants de véhicules hybrides et électriques.

Les composants d’électromobilité sont en général usinés sur de petits centres de fraisage CNC de faible puissance, nécessitant des solutions d’outillages plus légers. L’outil d’alésage Kennametal issu de la technologie 3D pèse moitié moins que la version fabriquée selon la méthode classique tout en satisfaisant les exigences de précision, circularité et finition de surface relatives à l’alésage du corps de moteur en aluminium.
« L’alésage principal abritant le stator d’un moteur électrique mesure environ 250 mm de diamètre et 400 mm de long, et l’on trouve un alésage de roulement plus petit au fond », explique Harald Bruetting, Responsable Ingénierie des programmes. « Avec une fabrication par des moyens classiques, un alésoir pour ce type d’application pèserait plus de 25 kg : c’est bien trop lourd pour la machine-outil existante ou pour l’opérateur travaillant avec cet outil ».

Bruetting et la solution ingénierie de Kennametal ont fait appel aux capacités de fabrication additive utilisé en interne pour imprimer en 3D un outil à plaquettes rigide mais léger, équipé de technologies éprouvées de Kennametal, dont notamment de fines plaquettes d’alésage ajustables RIQ pour une finition de haute précision et un adaptateur KM4X pour une rigidité maximale. L’outil est également pourvu de canaux de refroidissement interne imprimés en 3D contribuant à optimiser la productivité et la durée de vie de l’outil.

« En utilisant l’impression 3D métal par fusion sur lit de poudre conjointement avec un logiciel d’analyse par éléments finis, nous avons pu concevoir et construire un outil qui amène le moment d’inertie très près de la face de broche, augmentant ainsi sa rigidité tout en respectant les restrictions de poids du client », explique Werner Penkert, Responsable Solutions futures. « C’est un excellent exemple de la manière dont Kennametal utilise les technologies de fabrication de pointe afin de relever les défis uniques de son client ».

Deux versions de l’outil furent construites, l’une avec un tube en fibre de carbone et l’autre utilisant un tube métallique imprimé en 3D. Les résultats sont impressionnants : un poids de 10,7 kg pour l’outil avec tube imprimé en 3D et de 9,5 kg seulement pour la version en fibre de carbone, soit moins de la moitié de leurs homologues classiques.

Exploitation de technologies Kennametal éprouvées. Plaquette d’alésage RIQ de haute précision et adaptateur KM4X pour une rigidité la plus élevée possible.



Allègement grâce à la fabrication par addition de couches. Impression 3D, poids total de 10,7 kg. Poids divisé par deux, respect des exigences de qualité de surface, cylindricité et précision relatives à l’alésage des stators.



Le même outil, en plus léger. Version utilisant un tube en fibre de carbone au lieu d’un tube métallique imprimé en 3D. Allègement supplémentaire, avec un poids qui descend à 9,5 kg.