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Superfici imprime la roue intelligente

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Paolo Nazzaro, co-fondateur de Superfici à La Spezia, en Italie, a impressionné les participants à l'IBEX de l'année dernière par sa connaissance approfondie de la technologie d'impression 3D pour les applications marines.

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Après avoir reconfiguré son entreprise pour l'aider à fabriquer des équipements de protection individuelle (EPI) pendant la pandémie de coronavirus qui a durement frappé l'Italie au début de 2020, M. Nazzaro a présenté un nouveau design de volant intrigant appelé "Smart-Wheel". Il est doté d'un écran multifonction intégré (MFD) au centre. En collaboration avec Raymarine, Nazzaro et ses collègues Federico Salvatori, le concepteur du volant, Davide Telleschi, et Guido Zannoni ont jeté un regard neuf sur toutes les étapes du processus et ont décidé qu'un changement radical était la meilleure façon de procéder.

Tout d'abord, ils ont utilisé une nouvelle approche de la modélisation 3D, appelée conception générative, un processus itératif qui, selon lui, "change complètement la méthode classique de CAO [en] fournissant de multiples sorties légères et en donnant au concepteur la possibilité de choisir le meilleur modèle parmi différentes alternatives" Alors qu'un processus créatif traditionnel voit généralement un concepteur développer une idée avec une capacité de calcul souvent limitée, la conception générative utilise le cloud computing pour produire simultanément plusieurs alternatives différentes. La configuration est différente, car en plus des limites dimensionnelles classiques, il faut tenir compte des contraintes et des forces physiques pour développer un meilleur produit.

"Dans le cas du volant, le nouveau design sera plus léger et plus solide, grâce à l'algorithme, qui produit des formes et des liens inattendus entre chaque contrainte", a expliqué M. Nazzaro. "Pour ce projet, nous avons utilisé Autodesk Fusion 360 et son algorithme. Il est basé sur un organisme mono-cellulaire appelé Physarum polycephalum, qui peut développer la manière la plus efficace et la plus économe en énergie d'accéder à des nutriments [vitaux]. Cette capacité et son application dans le monde du design nous ont fascinés, en particulier parce que maintenant les designs se rapprochent plus que jamais d'une forme naturelle"

Inspiré par l'automobile et l'aérospatiale

Le volant Superfici s'est également inspiré des domaines de l'aéronautique et de l'automobile (par exemple, les volants des voitures de course de Formule 1), qui recherchent des solutions légères tout en mettant les commandes au bout des doigts de l'opérateur. M. Nazzaro explique que son entreprise souhaite étudier comment ces technologies pourraient modifier la conception des bateaux, par exemple en influençant le poids et les caractéristiques de planage des petits bateaux. Les Italiens veulent également exposer les utilisateurs à différentes formes et expériences tactiles, influencés par la fourgonnette concept Type 20 de Volkswagen, une étrange créature qui ressemble extérieurement à une fourgonnette VW vintage de 1962 mais qui contient beaucoup de technologies intéressantes sous son capot : une batterie de 10 kWh et un moteur électrique qui produit l'équivalent de 120 ch et 173 lb-pi de couple, plus une identification biométrique et un assistant numérique intégré.

Pour la production, les ingénieurs de Superfici ont opté pour l'impression 3D, car ils comprennent bien le processus et parce que cela leur permet de produire facilement les formes et les contre-dépouilles nécessaires. Les filaments 3D qu'ils utilisent comme matériau d'impression ont maintenant de meilleures caractéristiques mécaniques, "c'était donc aussi la solution la plus pratique", a déclaré M. Nazzaro. Superfici explore également une foule d'autres technologies de production, notamment la fabrication de filaments continus (CFF), le frittage laser sélectif (SLS) et l'impression sur métal.

Intégration d'un MFD Raymarine

L'objectif était de concevoir un dispositif qui unifie toutes les différentes entrées (radar, sonar, GPS et systèmes de divertissement améliorés) et les fusionne en un objet plus petit comme un volant, qui a toujours été la principale interface mécanique entre l'opérateur et le véhicule. Le raisonnement était la simplification, car de plus en plus d'instruments sont placés sur les bateaux et connectés sans fil à un écran tactile dans le cockpit ; cela offre aussi, idéalement, une voie vers l'intégration de l'Internet des objets (IoT), qui se déplace déjà à bord de nombreux bateaux. Pour combiner l'interface mécanique (le volant imprimé en 3D) avec une interface électronique (le MFD), Superfici a choisi le MFD Raymarine Axiom 7.

Outre le fait de répondre à la quête de commodité, comment un volant intelligent pourrait-il améliorer la navigation de plaisance ? "Il est important d'avoir une solution légère et peu encombrante, surtout si nous envisageons de petits bateaux", a répondu M. Nazzaro. "En laissant un peu d'espace supplémentaire partagé entre les différentes zones et utilisations, le plan de pont peut être complètement modifié. Cela permet d'obtenir un nouveau concept de conception de yacht plus écologique. Par exemple, un bateau léger peut améliorer les performances d'un moteur électrique" Et des bateaux plus efficaces et moins polluants sont moins dommageables pour l'environnement.

Impression avec ABS Pro Filament

Enfin, pour imprimer le prototype de leur roue intelligente, M. Nazzaro a déclaré que l'équipe avait choisi le filament ABS Pro, une solution chimique améliorée pour une impression plus facile et ayant de meilleures caractéristiques mécaniques que l'ABS standard - sans déformation, une meilleure adhérence des couches intermédiaires, une adhérence fiable du lit (au verre, au ruban adhésif et à d'autres adhésifs), une meilleure résistance et une meilleure esthétique, et une résistance aux hautes températures jusqu'à 97°C (206,6°F). La vitesse de dépôt par défaut était de 60 mm par seconde avec un remplissage de 15 % (les éléments plus petits sont remplis), et cinq périmètres. Parmi les paramètres d'Autodesk Fusion 360, la fonction d'angle de surplomb a été particulièrement utile, car elle rend le modèle facile à imprimer en 3D, ce qui réduit le temps et les matériaux.

Au moment où nous écrivons ces lignes, Superfici a déclaré que l'entreprise travaille sur une conception préliminaire pour un nouveau navire qui inclura la Smart-Wheel.

Superfici, Via Valdilocchi, 2, 19126, La Spezia (SP), Italia, tél : +39 0187 199 9659.