Présentation de la pièce et du problème de conception.
Voici une petite illustration d’un travail de reconception d’une pièce de système motorisé, que j’ai réalisé récemment, pour une fabrication sur imprimante 3D.
Il s’agit d’une butée de vérin de portail électrique d’un fabricant de portails battants bien connu.
Conception pièce plastique pour imprimante 3D
Mon client s’était renseigné auprès du constructeur et fut confronté à l’impossibilité de commander une pièce de remplacement.
La seule solution qu’on lui proposa fut (évidemment) de commander le bloc vérin complet à un tarif de 150 €, alors qu’il suffisait de changer très facilement la pièce cassée.
Le vérin de portail, la butée se trouvant dans la partie grise en aluminium
Il décida donc de la réaliser par ses propres moyens. Il me contacta pour modéliser et améliorer la résistance de la pièce pour éviter qu’elle ne casse de nouveau. L’idée étant de la faire réaliser en impression 3D, pour un coût tout à fait raisonnable. On évite ainsi d’avoir à jeter toute une partie du système encore fonctionnelle !
C’est le genre de petit travail que j’aime bien faire : analyser la pièce existante et détecter les anomalies qui ont amené à la casse.
la conception de la pièce pour imprimante 3D
On remarquera les zones de rupture sur la partie supérieur de la pièce, indiquées par des flèches rouges.
Zones de rupture sur pièce plastique
À chaque fois que nous avons une rupture, cela correspond à une zone de faiblesse structurelle. Les évidements réalisés sur cette pièce (pour un choix de gain de matière ou pour des fonctions techniques) sont sujets à des concentrations de contraintes, amenant des amorces de rupture.
Le fabricant semblait au courant du problème puisqu’il renforçait son système en doublant le nombre de butées, c’est à dire en mettant deux côte à côte.
modélisation de la pièce sous SOLIDWORKS
Le schéma ci-dessous (très simplifié) nous montre la position de la butée face au vérin.
Les deux vis visibles sur la photo de présentation servent à fixer la butée sur une rainure du tube en aluminium, pour régler le portail en position ouverte.
Position de la butée par rapport au moteur et à la tige filetée
L’objectif de cette étude était de rendre la nouvelle butée plus résistante à la force du vérin et plus efficace dans sa fonction « d’arrêt de course », nous avons donc supprimé au maximum les évidements de matière, et doublé les vis d’arrêt.
Voici le résultat final
butée de portail électrique