Toyota utilise un outil 3D pour la Yaris Hybrid et cela va changer la fabrication automobile

Dans la course incessante à l’amélioration de l’efficacité des voitures, chaque composant compte. Aujourd’hui, Toyota s’attaque à une étape cruciale de la fabrication en utilisant l’impression 3D avancée pour créer des outils de coulée en masse. Le projet vise à réduire les délais et les coûts de production, ce qui pourrait modifier un aspect important de la fabrication des véhicules.

Bien que le grand insert d’outil de coulée sous pression développé conjointement par l’Institut Fraunhofer pour la technologie laser, MacLean-Fogg et Toyota n’ait pas encore été déployé dans la fabrication de routine, il s’agit d’une démonstration prometteuse de quelque chose que l’industrie de l’AM vante depuis longtemps : le fait que l’impression 3D peut rapidement produire des moules personnalisés avec des canaux de refroidissement conformes qui améliorent l’efficacité et qui ne peuvent être fabriqués d’aucune autre manière.

Le projet a prouvé, selon Fraunhofer, l’évolutivité et la faisabilité d’un insert de grande taille fabriqué de manière additive avec le nouvel acier à outils L-40 et un système de fusion laser sur lit de poudre de grand format. Toyota utilise déjà des outils de moulage plus petits dans la production en série et a constaté qu’ils offraient une durée de vie nettement plus longue que les outils fabriqués traditionnellement.

Cet outil de moulage sous pression, conçu pour le carter de transmission de la Toyota Yaris Hybride, incorpore des canaux de refroidissement conformes qui suivent étroitement les contours complexes d’une cavité de moule, plutôt que des lignes droites comme avec les canaux percés traditionnels. Dans un outil de moulage sous pression de boîtiers en aluminium, ils assurent une extraction de chaleur plus uniforme et plus efficace sur toute la surface de la cavité, ce qui réduit les temps de cycle en permettant une solidification plus rapide et plus cohérente. Cela réduit la probabilité de points chauds, de porosité et de distorsion, ce qui permet d’améliorer la qualité du moulage et d’augmenter la durée de vie du moule en minimisant la fatigue thermique.

Une fois l’insert de moule construit, il a été recuit sous contrainte et ses surfaces fonctionnelles ont été fraisées de manière conventionnelle. La grande précision dimensionnelle du corps de base additif n’a nécessité qu’une finition précise, sans apport de matière supplémentaire.

Au centre du développement se trouve un nouvel acier à outils appelé L-40, créé par MacLean-Fogg spécifiquement pour la fabrication additive. Ce matériau est beaucoup moins susceptible de se fissurer pendant l’impression et le post-traitement et possède de solides propriétés mécaniques, notamment une dureté, une résistance à la traction et une résistance aux chocs élevées.