Sélectionner une page

Technique de Production Additive

Définition

La fabrication additive est le procédé par lequel on fabrique des pièces par le rajout de matière dans une machine à contrôle numérique. C’est le procédé inverse au procédé d’usinage, qui pourrait être défini inversement comme « fabrication soustractive ». Pour le grand public et les médias, cette technologie est appelée impression 3D. Dans l’industrie, on utilise plutôt le terme fabrication additive (ou additive manufacturing).

La plupart des technologies de fabrication additive commencent avec un support vide, normalement un plateau, et déposent des couches de matière les unes sur les autres jusqu’à l’obtention de la pièce. Les couches peuvent aller de 20 microns à quelques millimètres d’épaisseur selon la technologie, ce qui impacte la résolution (et donc le rendu) de la pièce brute, ainsi que le temps de fabrication. Des supports peuvent être nécessaires selon les géométries pour éviter l’effondrement de la matière par effet de la gravité. Aucun outillage n’est nécessaire à la fabrication, juste un support avec certaines caractéristiques comme la planéité, la compatibilité du matériau, la possibilité de chauffe, etc.

En travaillant par rajout de matière, dans une optique opposée à celle de l’usinage, la fabrication additive est compétitive pour les pièces suivantes :

pièces à haute complexité géométrique
pièces qui nécessitent une optimisation poussée du poids
assemblages mécano-soudés complexes
pièces en petite ou moyenne série qui, si elles étaient fabriquées avec une technologie conventionnelle, nécessiteraient un outillage coûteux
pièces uniques et/ou personnalisées.

La préparation de la production

Un ou plusieurs logiciels pour le traitement des fichiers 3D en entrée sont nécessaires. Grâce à eux, on choisit la position optimale qui, généralement, est celle qui minimise le volume des supports. On conçoit les supports en mode manuel et/ou automatique. On choisit le paramétrage de la machine (hauteur de couche et vitesse, par exemple) et on slice le modèle résultant pour générer le fichier source nécessaire à la fabrication. Slice est un verbe anglais qui signifie « découper », « trancher » et qui fait référence au découpage en couches selon la direction Z. On appelle slicer le logiciel qui fait cette tâche. Pour chaque couche, le slicer indique à la machine les trajectoires, les vitesses et les puissances nécessaires. La machine aura pour seule tâche de suivre scrupuleusement ce fichier.

La post-production

Ce terme désigne toutes les activités qui doivent être réalisées une fois que la pièce est sortie de la machine. Toutes technologies confondues, les principales tâches de post-production sont :

le détachement de la pièce du plateau
l’enlèvement des supports
l’amélioration par sablage ou ponçage de l’état de surface.
Concernant les pièces métalliques fabriquées par fusion sélective par laser, il est nécessaire de prévoir en outre un traitement thermique de détensionnement. Cela permet d’adoucir les contraintes résiduelles qui peuvent provoquer la déformation irréversible de la pièce suite à son détachement du plateau.

Les technologies

Dans les paragraphes suivants, nous allons expliquer brièvement le fonctionnement des machines les plus connues aujourd’hui.

Dépose de fil fondue

Les machines à dépose de fil sont les plus connues. Leur architecture est très simple et donc peu coûteuse. On dépose un filament fondu sur un plateau en aluminium et/ou en verre. Le filament est généralement vendu dans des rouleaux et il a un diamètre compris entre 1,75mm et 3mm. On le chauffe à la température de fusion pour l’extruder à un diamètre inférieur qui peut être compris entre 0,2mm et 1,2mm. Le mouvement de la tête d’impression est contrôlé par des moteurs dans les trois directions X, Y et Z. Le plateau de fabrication est chauffé pour améliorer l’adhésion et pour réduire le gradient thermique entre la tête d’impression et la pièce.

Les matériaux fabricables sont pour la plupart des plastiques comme le PLA, l’ABS, le PETG, le Nylon, ou encore le Polycarbonate (mais il en existe d’autres). Depuis peu, certains fabricants proposent des filaments métalliques dans une matrice liante qui peut être d’origine plastique. Pour ces pièces, un passage au four est nécessaire après fabrication pour éliminer le liant et fusionner les particules métalliques entre elles. On peut obtenir ainsi des pièces métalliques à densité proche de 99%, et même de 100%.

L’inconvénient principal de cette technologie est la vitesse de fabrication. Aujourd’hui les machines à dépôt de fil les plus élaborées sont vendues essentiellement pour la fabrication de prototypes fonctionnels, mais aussi pour la fabrication d’outillages.

Fusion sélective par laser (SLM ou DMLS)

Les machines SLM fonctionnent par la fusion de plusieurs couches de poudre métallique. La machine commence par déposer une couche de poudre sur le plateau de fabrication grâce à un racleur motorisé qui garanti une hauteur de couche précise et uniforme. Un faisceau laser dessine la section de la pièce sur le lit de poudre couche après couche. Les grains de poudre sont ainsi fusionnés ensemble pour générer un solide de densité proche à 100%. Le plateau doit être composé d’un matériau compatible à celui de la poudre, pour permettre la soudure entre la pièce et le plateau. La chambre de fabrication est remplie avec un gaz inerte (Argon ou CO2) et le plateau peut être chauffé. Le laser est généralement commandé par un ensemble de lentes optiques motorisées. La vitesse maximale de fabrication dépend essentiellement de la puissance du laser, mais aussi de la réflectivité et de la conductivité du matériau en fabrication.

La poudre non fusionnée peut être recyclée et réutilisée plusieurs dizaines de fois. On utilisera des tamis pour enlever toutes les projections de soudure qui peuvent se retrouver dans la poudre non fusionnée. La granulométrie de la poudre est comprise entre 10 microns et 100 microns et dépends du matériau. Un système de recyclage de l’air adéquat et un certain nombre d’EPI sont nécessaires pour travailler au contact de ces poudres, hautement explosives et dangereuses pour la santé de l’opérateur.

Ces machines sont principalement destinées aux industriels à cause de leur prix (compris entre 200k€ et 1,5k€) et des installations nécessaires à leur fonctionnement (parfois aussi chères que la machine elle-même). La vitesse de fabrication permet la fabrication de petites et moyennes séries à des prix compétitifs. Les matériaux les plus communs sont : l’Inconel, le 316L, le 17-4PH, le TA6V et certains alliages d’aluminium et de cuivre.

Inscription Gratuite à la MarketPlace

Votre Publicité sur Metals-Industry.com

Je Cherche un Expert

Nouvelles Fonctionnalités

Quelle est votre Recherche

  • Sélectionnez une Rubrique

  • Evénements

"Les Informations données sont à titre indicatif et n'engagent pas la responsabilité de Metals-industry.com"

Inscrivez-vous à notre Newsletter
Restez informé sur les nouvelles fonctionnalités de la MarketPlace Metals-industry.com spécialisée dans les Aciers, Métaux non Ferreux, Plastiques, Outils Coupants, Fournitures Industrielles, Logiciels, Moyens de Production, Financements, Prestataires, Sous-Traitance, Formations, Emplois, Fusions et Acquisitions, Ventes aux Enchères, Recyclage, Transports et Assurances.

Metals-Industry.com

Metals-Industry.com est la première place de marché indépendante spécialisée dans les Aciers, Métaux non Ferreux, Plastiques, Outils Coupants, Fournitures Industrielles, Logiciels, Moyens de Production, Financements, Emplois, Fusions & Acquisitions, Ventes aux Enchères,  Recyclage, Transports et Assurances pour les industriels qui consomment quotidiennement ce type de produits ou utilisent ce type de service. Elle permet de passer rapidement les commandes de produits et de gagner du temps grâce à des services complémentaires. Vous retrouvez ainsi toute l’offre mondiale disponible en un seul lieu et en un seul clic .

Téléchargez l'Application
Metals-Industry.com

Suivez-nous
sur les Réseaux Sociaux

Nos Implantations dans le Monde

Fièrement Soutenu Par

Inscription Gratuite à la MarketPlace Devis Express de Matière et Outillage 24h/7j Proposer vos Déchets à la Vente Demander une Cotation de Transport Demander une Cotation Assurance Acquisition de Moyen de Production Acquisition de Logiciel SAV de vos Moyens de Production Recommander Metals-Industry.com Nous Contacter
Precious Metals and Currency Data Powered by nFusion Solutions

Pin It on Pinterest