La fabrication couche par couche de pièces métalliques enregistre des progrès considérables vers la mise en œuvre des véritables solutions industrielles. Il reste cependant beaucoup de pain sur la planche des constructeurs de machines. Une des principales faiblesses de l’offre est l’absence de logiciels de conception et de fabrication assistée par ordinateur (CFAO) dédiés à ce type d’applications. En effet, très adapté à la fabrication de pièces complexes, ce procédé s’applique à merveille aux nouvelles conceptions. Il faut donc remonter au bureau d’études pour tirer tous les bénéfices de ces solutions et disposer d’une chaîne numérique complète, avec une FAO (fabrication assistée par ordinateur) adaptée. Ce qui élimine le recours aux fichiers STL (STereoLithography). Plusieurs développements en cours visent cet objectif prioritaire pour mieux exploiter le potentiel de la fabrication additive.

Siemens collabore avec Trumpf pour développer une solution logicielle adaptée à la conception et à la préparation 3D de pièces métalliques pour leur fabrication additive. L’objectif c’est d’intégrer le système de CFAO NX de Siemens avec les machines de fusion métallique (LMF ou laser metal fusion) de Trumpf. “Cette solution globale offrira aux utilisateurs un processus de fabrication fiable grâce à la mise en œuvre de modèles de production intelligents dans toutes les phases de la production”, explique Tony Hemmelgarn, président de Siemens PLM Software. Responsable de la division Laser de Trumpf, Peter Leibinger insiste quant à lui, sur l’intérêt de cette démarche pour les industriels. “C’est un développement décisif pour faire de la fabrication additive une vraie solution pour les applications industrielles”, remarque le responsable de Trumpf. “Il assurera une interaction parfaite entre les machines et les logiciels.”

Même objectif pour Missler Software qui a décidé de s’allier avec le Cirtes (Centre européen de développement rapide de produit). Objectif : la mise au point d’une offre basée sur le logiciel Top’Solid du premier et dédiée au procédé de fabrication additive Stratoconception du second. Le projet C-FAST (Conception pour la Fabrication Additive par Stratoconception sous TopSolid) engagera 4,3 millions d’euros sur trois ans. Il est financé à hauteur de plus de 2,2 millions d’euros par le Programme d’investissements d’avenir, piloté par le Commissariat Général à l’Investissement (CGI) et opéré par Bpifrance. “Le projet mettra en œuvre une chaine numérique unifiée allant de la conception au contrôle final dans les applications de fabrication additive Stratoconception”, explique Christian Arber, pdg de Missler Software. “Il proposera des stations automatiques autonomes dédiées ou l’amélioration de machines existantes grâce à l’intégration de briques logicielles et matérielles ainsi qu’à l’adaptation d’un kit de robotisation.”

Rappelons que le procédé Stratoconception du Cirtes permet de réaliser des pièces de très grande taille, à partir des matériaux standards avec un très haut niveau de finition. Claude Barlier, président du directoire du Cirtes, met en exergue les nombreux avantages du projet. “Notre procédé permet de réaliser des formes très complexes et l’intégration d’inserts, de fonctionnalités, de capteurs…”, précise le spécialiste. “Elle trouve son application en réalisation de prototypes et maquettes, en fabrication de moules et modèles mais aussi en fabrication directe de grandes pièces pour l’agencement ou le design par exemple. Les couches de matériau travaillées en Stratoconception sont déjà en 3D (les autres procédés sont en 2D). Un deuxième pas optimise la 3D, la finition et la rugosité voulues lors du micro fraisage rapide. Le facteur limitant de cette technologie est l’obligation de manipulations humaines lors de l’assemblage des couches et la mise en place d’inserts. L’automatisation et la robotisation sont des outils qui permettront un gain de productivité autour des machines de Stratoconception. Par ailleurs, l’émergence des procédés de fabrication additive demande le transfert des fichiers issus des différents logiciels de conception assistée par ordinateur du marché, sous format de fichiers STL afin de communiquer avec les différentes machines de fabrication additive présentes en usine. Or, cette étape est réductrice car elle n’autorise plus les remontées d’informations issues de la fabrication pour modifier les modèles sources, et également la variabilité du modèle initial devant être reproduit suivant différentes dimensions, sans avoir à refaire tout le travail. C-FAST supprime cette étape de transfert par le format STL. Il est important de pouvoir fluidifier les échanges montants et descendants car c’est une piste d’économies, de productivité et de qualité.” Les deux partenaires pourront s’appuyer dans les phases de lancement et d’accompagnement des mutations sur un écosystème dédié à la fabrication additive : VirtuReal, pôle d’excellence au service du développement rapide de produits à Saint-Dié-des-Vosges qui regroupe le CIRTES SRC, une école d’ingénieur GIP-InSIC (Institut Supérieur d’Ingénierie de la Conception) de l’Institut Mines-Télécom, ACTARUS SAS spécialisée dans la surveillance de l’usinage et INORI SAS plateforme d’innovation en capacité de faciliter le passage de la R&D à l’industrialisation de nouveaux produits et procédés. L’écosystème C-Fast réunit des concepteurs de solutions et des utilisateurs autour du moteur d‘innovation que constitueront la chaine numérique intégrée et l’automatisation de la Stratoconception.

Dassault Systèmes développe également en collaboration avec certains de ses clients (Airbus, Safran, AGS Fusion, 3D & P, etc.) des solutions dédiées à la fabrication additive basées sur les logiciels Catia et SolidWorks ainsi que sur la plateforme 3DExperience. PME stéphanoise, 3D & P produit des pièces avec la technologie LBM (Laser Beam Melting) et utilise divers logiciels de Dassault Systèmes. Le logiciel de CAO Catia notamment, pour placer les supports nécessaire à la production de ces pièces métalliques, mais pas seulement. En outre, Catia dispose déjà d’un outil de génération des fichiers de fabrication additive, le module STL Rapid Prototyping, qui permet de générer finement les fichiers STL. “Un certain nombre de nos clients utilisent Catia pour faire leurs structures lattices”, explique Daniel Pyzak, directeur du centre de compétence EMEA CATIA chez Dassault Systèmes. “Mais nous ne pouvons pas encore créer des supports. Nous collaborons donc avec des clients comme 3D&P pour ajouter à Catia ces fonctions. Mais nous souhaitons aller bien plus loin. Aujourd’hui par exemple, on ne contrôle pas comment le hachurage est réalisé lors de la fonte de la poudre métallique. Or, la manière dont vous le réalisez est importante pour assurer la bonne métallurgie de la pièce.”

Wait and see…

Légende photo : la conception d’une chaise avec Top’Solid (Missler Software) et sa fabrication additive avec le procédé Stratoconception (Cirtes)