Machines de Production Additives Métal

Il existe plusieurs technologies de fabrication additive. Toutes ont en commun le principe de fusionner successivement des couches fines d’environ 0,02mm d’épaisseur de métal en poudre grâce à un faisceau laser ou d’électron. La fabrication additive sur lit de poudre met en œuvre des machines à plateau -support. Elles sont limitées en dimensions à 400mm au cube, mais ce n’est que provisoire. Utilisant cette techno, le procédé SLM, Selective Laser Melting, soude les particules métalliques sur le plateau suivant un programme définissant le contour de chaque couche. Le plateau est animé d’un mouvement vertical, et il peut supporter la création simultanée de plusieurs pièces suivant leurs dimensions. Avec une même cinématique, le procédé EBM, Electron Beam Melting fonctionne sous vide. C’est un faisceau d’électrons qui vient fusionner les couches de poudre métallique. Ce procédé met en œuvre des poudres plus fines et une température supérieure, utiles notamment pour la fusion de super alliages comme le TA6V. Le procédé DMD, Direct Metal Deposition, est fondamentalement différent, car procédant de la fusion de poudres métalliques projetées directement par une buse autour du faisceau laser sur un support. Cette techno permet de créer une forme additionnelle à une pièce support, d’ajouter des fonctions à des pièces de grandes dimensions et de réparer des pièces complexes en maintenance. Elle peut aussi de fabriquer des pièces métalliques complètes, à partir d’un support usiné ensuite. Tous les alliages ferreux et non ferreux soudables sont concernés, mais la disponibilité des poudres est à vérifier et la technologie à éprouver, dans certains cas.

Une révolution dans la conception des fabrications additives métal

Comme l’impression 3D, la fabrication additive métal autorise des formes impossibles à réaliser par enlèvement ou déformation de la matière. Ces formes sont toutefois d’une précision relative faible, de l’ordre de 0,05 à 0,1 millimètres, avec des surfaces dotées d’une forte rugosité et une déformation possible. Des post-traitements thermiques et mécaniques sont donc souvent indispensables. Par contre, en utilisant des structures latices, en évidant la matière non nécessaire à la résistance structurelle dont a besoin la fonction de la pièce, il est possible de faire des pièces beaucoup plus légères. Pour l’aéronautique, mais aussi l’automobile, c’est un avantage économique et écologique considérable. Il est également possible de créer des tubulures internes de toutes formes. Ainsi, les circuits de refroidissement des moules d’injection peuvent être au plus près de la forme à réaliser, par exemple. En chirurgie osseuse ou faciale, la granulométrie obtenue en fabrication additive est un avantage, car les tissus organiques vont mieux s’accrocher et intégrer la prothèse implantée par le chirurgien. La fabrication additive est donc un procédé intéressant de nombreux secteurs. Les bureaux d’études doivent s’approprier cette technologie en cours de maturité, en tenant compte de toutes les variables et de certaines inconnues. La finition d’une pièce est souvent nécessaire par traitement thermique, usinage, traitement de surface. Le mouvement est désormais enclenché par l’émergence, en France et dans le monde, d’un tissu de donneurs d’ordres et de sous-traitants possédant les deux technologies.

Des acteurs qui se révèlent

Les constructeurs de machines de fabrication additive métal les plus actifs en France sont 3D Systems, Arcam AB, Asiga (Kreos), Concept Laser, Beam, DWS, EOS Electro Optical Systems, Leapfrog, Prodways, Renishaw, Roland, Sigea, SLM Solutions Solidscape et Stratasys. Mais d’autres acteurs se révèlent, alliant parfois utilisateurs de la techno et constructeur de machine comme Michelin et le groupe Fives. Ce peut être deux technologies sur une même machine, comme SLM et fraisage UGV chez les japonais Matsuura et Sodick, ou tournage et DMD chez l’autrichien WFL. La technologie et son marché évoluent très vite et il convient de se positionner rapidement, tant en termes de R&D que de formation et d’investissement.