Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Grand défi de la fabrication additive de Virginia Tech

Au semestre de printemps 2014, Virginia Tech a organisé un concours parascolaire à l’échelle de l’université qui a mis au défi les étudiants de concevoir et de fabriquer des véhicules aériens et terrestres entièrement imprimés en 3D. Le contexte de la compétition s’inspire de la vision partagée par le ministère de la Défense pour le déploiement futur des systèmes de fabrication additive (AM) afin de fournir une production de pièces agile sur site et de réduire la complexité de la chaîne logistique. Plus précisément, l’objectif du concours était de construire un véhicule terrestre ou aérien opérationnel, piloté à distance, entièrement réalisé en impression 3D (et un kit électronique normalisé), qui permettrait aux futurs ingénieurs militaires ou civils déployés de fabriquer des véhicules télépilotés tout en sur le champ de bataille ou dans des conditions environnementales austères, telles que le lieu d’une catastrophe naturelle pour rechercher des survivants ou pour effectuer des missions de reconnaissance.

Le concours était organisé par le DREAMS Lab de Virginia Tech, le laboratoire de mécatronique et le VT-ARC. Il était soutenu par le Bureau de la recherche scientifique de l’armée de l’air, la Force d’équipement rapide de l’armée; Les dons de matériel provenaient de Robotic Research, de 3D Systems et de Stratasys. Des informations de base supplémentaires sur le concours sont disponibles à l’adresse suivante: https://www.eng.vt.edu/news/virginia-tech-hosting-debut-student-competition-design-3-d-printed-aircraft-ground-vehicles et ici: http://www.vtnews.vt.edu/articles/2014/05/051314-engineering-3dprintvehiclemcompetition.html

Plus de 200 étudiants (plus de 70 équipes) ont participé à ce défi parascolaire. 36 modèles de véhicules complets ont été présentés lors de la revue de conception à mi-parcours. Guidés par un jury externe composé de juges de l'AFOSR, de l'Armée de terre, de la NASA, de la SBA et de TechShop, 14 modèles de véhicules (7 chacun, terrestre et aérien) ont été sélectionnés pour la dernière journée de compétition.

Les véhicules au sol avaient pour tâche de naviguer sur un parcours d'obstacles comportant de petits tunnels, des rampes, un champ de gravats et un labyrinthe nécessitant un virage serré. Les participants devaient franchir ces obstacles et prendre des images avec leur caméra embarquée compatible Wi-Fi à 4 points de cheminement. De même, les véhicules aériens ont emprunté un cap qui leur a demandé d’imager 4 points de cheminement. Chaque cible était obscurcie par des obstacles qui obligeaient le pilote à voler près d’une fenêtre, par-dessus un grand mur, sous un faible espace libre, au-dessus d’un puits et dans un vol stationnaire près du sol. Tous les véhicules ont également été mis au défi de transporter des charges utiles supplémentaires lors de leurs courses.

Les soumissions des participants ont été jugées non seulement sur la performance; la majorité de leurs notes finales étaient basées sur leur utilisation efficace des principes de «conception pour la fabrication additive», tels que la durée d'impression minimale, la durée d'assemblage minimale, l'utilisation minimale de composants imprimés non 3D et la consommation minimale de matériau. 3000 $ ont été attribués à la première équipe dans les compétitions aériennes et terrestres. Des prix supplémentaires ont été attribués dans les catégories «temps de construction le plus court», «meilleure utilisation de la fabrication additive» et «meilleure performance».

Les 14 véhicules finaux ont été entièrement fabriqués via l'impression 3D - hormis quelques attaches zip / velcro (pour tenir sur certains composants électroniques) et des roues / bandes de roulement, aucune pièce non imprimée en 3D n'était présente dans les conceptions finales. Vidéos des 6 équipes qui ont placé (1st, 2Dakota du Nordet 3rd dans les compétitions aériennes et terrestres) se trouvent ici.

L’équipe gagnante, «Team Lobstrosity» (Earl Campaigne, Philip Lambert et Logan Sturm), a utilisé une nouvelle approche «inspirée par l’origami» dans laquelle les composants de leur véhicule sont imprimés à plat pour minimiser le temps de construction. Les pièces, dotées de charnières intégrées, peuvent être rapidement repliées après l’impression. Aucune partie du plateau de construction n’est supérieure à 9 mm, ce qui permet d’imprimer l’ensemble du quadrificateur en un peu moins de 3,5 heures (via une impression Objet Connex 350 en mode haute vitesse). Vous trouverez ci-dessous un aperçu de leur conception (avec impression accélérée, assemblage d'hélicoptères et vol).

Bien que l'évaluation des gains d'apprentissage du concours soit toujours en cours, les participants ont signalé une amélioration significative de leurs compétences en matière de CAO, d'impression 3D et de processus de conception. Virginia Tech et VT-ARC envisagent actuellement d'étendre ce concours à plusieurs universités l'année prochaine.

Part

Laisser Un Commentaire