Si l’impression 3D est courante dans l’industrie automobile pour réaliser des prototypes, l’usage de la fabrication additive métallique pour réaliser des pièces montées en série est en devenir. Pourtant DS Automobiles a relevé ce défi pour faire réaliser des enjoliveurs de poignées de porte intérieures destinés à sa DS 3 Dark Side. Un pari réussi grâce aux compétences de Spartacus3D.

En automobile, les séries limitées permettent de redynamiser les ventes de modèles ayant déjà connu un beau succès commercial. La DS 3 de DS Automobiles ne déroge pas à cette règle et plusieurs séries limitées ont vu le jour. Parmi elles, la DS 3 Dark Side, une version luxueuse qui essaie de se distinguer de ses concurrentes par son côté ‘‘chic à la française’’, tout en offrant une qualité haut de gamme conforme aux standards du segment premium et en affichant la recherche constante d’innovation du constructeur.

Ainsi DS Automobiles mettait-il l’accent, lors du lancement de cette série spéciale à l’été 2017, sur l’exploitation du potentiel de la fabrication additive (impression 3D) métallique pour proposer une première mondiale dans ce domaine. Ainsi, une partie des enjoliveurs de poignées de portes, destinés à attirer l’œil grâce à leur aspect précieux, a été réalisée en titane par ce procédé, tout comme un insert finement ciselée dans la clé de contact.

Une collaboration entre designers et fabricant

Une volonté des designers de DS Automobiles qui n’a été rendue possible que par l’implication dès les phases amont de la conception, du prestataire qui a été chargé de leur réalisation. « Dès le début du projet nous avons été impliqués, tout comme certains de nos confrères, dans la réflexion des designers. Nous leur avons apporté notre savoir-faire pour les aider à concevoir des pièces qui soient fabricables plus facilement avec une très bonne qualité et à moindre coût », explique Charles de Forge, co-fondateur et directeur général du spécialiste de l’impression 3D métallique, Spartacus3D, filiale du groupe français de transformation des matériaux Farinia.

De même, le prestataire a conseillé les designers sur le choix de la matière, ainsi sur les types de finition possibles. « Les designers avaient envisagé une pièce en aluminium, mais outre une meilleure résistance mécanique, le titane offre une perception plus luxueuse, qui collait mieux avec les objectifs marketing de cette série spéciale, et les prix des pièces finies étaient quasiment identiques, car le coût matière est très faible face au prix du process d’obtention ». De même le prestataire, a aidé les designers à définir le type de finition puisque toute une palette a été envisagée allant du brut au poli, en passant par le mat ou la métallisation couleur.

« Pour trouver un compromis entre conception, qualité, finition et coût, de nombreuses itérations ont été nécessaires pendant une dizaine de mois entre DS et nous. Nous avons ainsi réalisé plusieurs prototypes en fabrication additive, à la fois pour valider la pièce et son process de fabrication ».

Pendant ce processus, l’équipe DS Automobiles a choisi la finition des pièces avec un joli fini mat obtenu par polissage manuel. L’équipe qualité a défini des critères d’acceptation précis concernant la distorsion, la qualité de surface (porosité ou brillance, par exemple) et les arêtes.

Optimiser le process

De son côté, Spartacus3D s’est efforcé d’optimiser la production des pièces. Pour réduire les coûts, elle a dû choisir la meilleure orientation et structure de support, mais aussi développer une stratégie spécifique de fusion laser. « Le titane peut générer des tensions résiduelles pendant le processus de fusion, or l’enjoliveur de poignée de porte, long et fin, risquait d’être particulièrement sensible à la distorsion. L’application d’un traitement thermique pour éliminer les tensions, trop coûteuse, a été évitée en jouant sur les paramètres de process (énergie, vitesse, etc.) ».

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Autres axes utilisés pour diminuer le coût : l’intégration de plus de pièces dans chaque lot de fabrication ; la réduction du nombre de supports ; la diminution de la consommation de poudre ; la réduction de la durée du post-traitement ; etc. « Nous avons aussi pleinement tiré parti de notre machine de fusion laser EOS M 290 et de la poudre EOS Titanium Ti64. Cette machine offre en effet un process hyper-stable dans le temps, ce qui était primordial dans notre cas, car la fabrication de lots d’une centaine de pièces demandait près de 150 heures de travail. De plus, cela garantissait la répétabilité de la fabrication dans le temps d’un lot à l’autre. Un point important car à partir de la prise de décision par DS Automobiles, il a fallu livrer les 2 100 pièces finies en quelques semaines pour équiper les 700 véhicules de cette série spéciale ». Une capacité à produire vite en gros volume qui a été importante pour l’attribution de ce marché à Spartacus3D.

Un coup d’essai réussi qui devrait se concrétiser prochainement par d’autres projets similaires avec plusieurs constructeurs automobiles.

Jean-François Prevéraud

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