{"id":2247,"date":"2020-05-01T00:00:00","date_gmt":"2020-05-01T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.micronora-informations.fr\/index.php\/2020\/05\/01\/les-exploits-de-la-fabrication-additive\/"},"modified":"2020-05-01T00:00:00","modified_gmt":"2020-05-01T00:00:00","slug":"les-exploits-de-la-fabrication-additive","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/micronora.com\/en\/les-exploits-de-la-fabrication-additive\/","title":{"rendered":"Les exploits de la fabrication additive"},"content":{"rendered":"

Capable de r\u00e9aliser des pi\u00e8ces et des assemblages complexes, certains impossibles \u00e0 produire avec les proc\u00e9d\u00e9s classiques, cette technologie d\u2019avant-garde fait ses preuves dans l\u2019industrie microtechnique. Le Zoom du salon Micronora 2020 le prouvera avec une mini-exposition originale consacr\u00e9e aux derniers d\u00e9veloppements.<\/p>\n


\n\"152-012-001.jpg\"Des solutions pour l\u2019industrie m\u00e9dicale personnalis\u00e9es en un clin d\u2019oeil, des assemblages complexes fabriqu\u00e9s d\u2019un seul tenant pour l\u2019a\u00e9rospatial, des pi\u00e8ces de rechange pour le ferroviaire produites juste \u00e0 temps\u2026 la fabrication additive (FA) devient peu \u00e0 peu incontournable dans de nombreux domaines \u00e9conomiques. Et les progr\u00e8s sont rapides : tous les jours de nouvelles solutions apparaissent, qui poussent les limites de ce proc\u00e9d\u00e9 dont les avantages sont ind\u00e9niables. De nombreuses soci\u00e9t\u00e9s prouvent gr\u00e2ce \u00e0 leurs r\u00e9alisations, l\u2019int\u00e9r\u00eat de cette technologie. AGS Fusion, Cryla, GF Machining Solutions, GMP Additiv\u2019, GM Prod, Irepa Laser, Multistation, Decip, Sisma, Spartacus 3D (voir l\u2019entretien ci-dessous), Volum-e\u2026 la liste est longue. Aujourd\u2019hui la fabrication additive fait ses preuves dans la recherche (voir l\u2019entretien page 39) ainsi que dans de nombreux domaines industriels, pour r\u00e9pondre \u00e0 diff\u00e9rents besoins : prototypage, outillage rapide, fabrication unitaire ou en s\u00e9rie de produits personnalis\u00e9s…
\nElle est \u00e9galement une solution pratique dans des domaines confront\u00e9s \u00e0 des difficult\u00e9s d\u2019approvisionnement avec des pi\u00e8ces de rechange. Comme les militaires qui l\u2019utilisent sur les th\u00e9\u00e2tres d\u2019op\u00e9ration. Ou l\u2019industrie ferroviaire : Angel Trains, Bombardier Transport, Chiltern Railways, DB ESG, Siemens Mobility et bien d\u2019autres, utilisent l\u2019offre Rail Industry Solution de Stratasys. Des machines 3D Fortus mettent en oeuvre dans ces usines la r\u00e9sine Ultem 9085 et le mat\u00e9riau Antero 800NA (conformes \u00e0 la norme ferroviaire de l’Union europ\u00e9enne EN 45545-2), avec des gains sensibles \u00e0 la cl\u00e9. Le co\u00fbt journalier d’une rame hors service chez un grand acteur ferroviaire am\u00e9ricain s’\u00e9l\u00e8ve \u00e0 18 000 euros et c’est g\u00e9n\u00e9ralement une seule pi\u00e8ce qui emp\u00eache les trains de circuler. De plus, la dur\u00e9e de vie des trains est g\u00e9n\u00e9ralement de 35 \u00e0 45 ans, ce qui rend l’approvisionnement en pi\u00e8ces de rechange encore plus difficile.
\nToujours dans le domaine de la FA plastique mais pour l\u2019industrie m\u00e9dicale, 3D Systems s\u2019illustre depuis longtemps dans la fabrication personnalis\u00e9e des proth\u00e8ses auditives. La nouvelle technologie Fine Detail Resolution d\u2019EOS est dot\u00e9e d\u2019un laser CO de 50 W. Une avanc\u00e9e technologique qui autorise la production des composants plastiques tr\u00e8s d\u00e9licats mais robustes avec des surfaces aux r\u00e9solutions tr\u00e8s fines et des parois de seulement 0,22 mm. Une innovation qui ouvre la voie \u00e0 la production en s\u00e9rie des unit\u00e9s de filtrage, des canaux de fluides, des connecteurs et autres composants \u00e9lectroniques, mais \u00e9galement des produits de grande consommation comme les lunettes.<\/p>\n

Les offres globales se g\u00e9n\u00e9ralisent<\/h2>\n

Le proc\u00e9d\u00e9 PF (Plastic Freeforming) et la machine freeformer d\u2019Arburg sont, selon ses concepteurs, aussi performantes que l\u2019injection. L\u2019utilisateur peut, \u00e0 partir de granul\u00e9s standards, fabriquer des composants fonctionnels sous forme de combinaison dure\/ molle complexe et r\u00e9sistante. Infiniment plus complexe car il faut ma\u00eetriser beaucoup plus d\u2019\u00e9l\u00e9ments, la FA m\u00e9tallique cherche elle, la voie vers l\u2019industrialisation. Les offres globales r\u00e9unissant logiciels, machines, services, se g\u00e9n\u00e9ralisent pour r\u00e9pondre \u00e0 ce d\u00e9sid\u00e9rata. Une d\u00e9marche facilit\u00e9e par les modules FA d\u00e9velopp\u00e9s par les \u00e9diteurs d\u2019outils de programmation d\u2019usinage, comme Open Mind, par exemple. Des offres sp\u00e9cifiques apparaissent aussi chez Dassault Syst\u00e8mes ou Siemens Digital Industries Software. Ce dernier lance Additive Manufacturing (AM) Path Optimizer, une technologie mise au point en partenariat avec Trumpf qui r\u00e9sout les probl\u00e8mes de surchauffe, r\u00e9duit les rebuts et augmente le rendement de production. 3D Systems int\u00e8gre dans son offre logicielle 3DXpert des \u00e9l\u00e9ments destin\u00e9s au programme d\u2019usinage Solidworks, tr\u00e8s pris\u00e9 par les m\u00e9caniciens. Le pionnier am\u00e9ricain de la FA combine ainsi son savoir-faire dans les domaines des mat\u00e9riaux, des plateformes mat\u00e9rielles, des logiciels et des services. Il s\u2019est associ\u00e9 avec GF Machining Solutions (GFMS) pour profiter de l\u2019exp\u00e9rience du sp\u00e9cialiste suisse dans la conception des machines-outils de pr\u00e9cision. R\u00e9sultat : deux machines de FA, DMP Flex 350 et DMP Factory 500, adapt\u00e9es \u00e0 l\u2019environnement de l\u2019atelier. La solution modulaire Shared Modules d\u2019EOS est \u00e9galement pr\u00eate \u00e0 l\u2019emploi dans la production en s\u00e9rie et comporte des mat\u00e9riaux, des logiciels, des syst\u00e8mes de gestion de la poudre, des automatismes… Une offre polyvalente c\u2019est \u00e9galement la marque de fabrique du constructeur fran\u00e7ais AddUp qui propose un concept unique d\u2019usine modulaire. BeAM, une spin-off d\u2019Irepa Laser, s\u2019illustre lui dans le domaine des centres d\u2019usinage pour les applications de rechargement laser.
\n\"152-012-002.jpg\"<\/p>\n

Des solutions \u00e0 moins de 100 000 euros<\/h2>\n

Si l\u2019am\u00e9lioration de la productivit\u00e9 et de la pr\u00e9cision sont des objectifs permanents, la r\u00e9duction du co\u00fbt figure elle aussi en bonne place des pr\u00e9occupations des utilisateurs car le prix d\u2019une solution compl\u00e8te peut atteindre facilement le million d\u2019euros. Surtout si on additionne les co\u00fbts de la machine et des mat\u00e9riaux avec ceux d\u2019exploitation. Alors, certains fournisseurs cassent les prix en proposant des solutions \u00e0 moins de 100 000 euros. La soci\u00e9t\u00e9 espagnole Meltio a con\u00e7u un syst\u00e8me original qui produit directement des pi\u00e8ces de complexit\u00e9 et de pr\u00e9cision moyennes.
\nLa fabrication est assur\u00e9e \u00e0 partir d\u2019un fil fondu (diam\u00e8tre de 0,8 \u00e0 12 mm) ou par d\u00e9position de poudre (45 \u00e0 90 \u03bcm), voire les deux. Il s\u2019agit d\u2019une t\u00eate dot\u00e9e de plusieurs lasers diode (puissance de 600 W \u00e0 9 kW) avec un syst\u00e8me de manipulation du mat\u00e9riau, qui s\u2019installe sur une machine \u00e0 CNC. Son co\u00fbt varie de 89 000 \u00e0 190 000 euros et elle accepte de nombreux fils et poudres m\u00e9talliques du march\u00e9, d\u2019autres \u00e9tant en d\u00e9veloppement. Sa taille (150 x 265 mm) autorise \u00e9galement son installation sur des robots et des syst\u00e8mes de fabrication portiques. Elle peut assurer le soudage ou la d\u00e9coupe laser ainsi que la texturation des surfaces ou le polissage. Une interface homme-machine \u00e0 \u00e9cran tactile facilite l\u2019acc\u00e8s aux fonctions \u00e9volu\u00e9es du logiciel de contr\u00f4le-commande con\u00e7u par Meltio. L\u2019utilisateur peut contr\u00f4ler la fabrication \u00e0 distance avec une tablette ou un ordinateur reli\u00e9 \u00e0 un r\u00e9seau sans fil ou via une connexion Ethernet. Plus \u00e9conomique que la fusion sur lit de poudre, la d\u00e9position de fil m\u00e9tallique ou WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) permet de construire, par couches successives, une \u00e9bauche tr\u00e8s proche des cotes finies qui est ensuite usin\u00e9e. Une solution propos\u00e9e \u00e9galement par Sciaky, Prodways, Metrom (distribu\u00e9 par Multistation) ou Gefertec.
\nCr\u00e9\u00e9 en 2017, ce dernier propose un proc\u00e9d\u00e9 original de soudage, le 3DMP, mis en oeuvre sur des centres d\u2019usinage 3 ou 5 axes pilot\u00e9s par des commandes num\u00e9riques Siemens. Selon ses concepteurs, ce proc\u00e9d\u00e9 r\u00e9duit de 60 % les co\u00fbts de production par rapport aux autres solutions existantes sur le march\u00e9 et l\u2019utilisateur peut gagner jusqu\u2019\u00e0 1 000 euros par heure de fabrication.
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Des pi\u00e8ces en cuivre pur<\/h2>\n

L\u2019int\u00e9gration, en option, d\u2019une t\u00eate de fraisage dans ces machines permet la finition de la pi\u00e8ce qui est contr\u00f4l\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 un scanner 3D. Le constructeur australien Speed3D commercialise une cellule de fabrication additive comportant sa machine de d\u00e9position supersonique, un centre d\u2019usinage 3 axes Haas et un four de traitement thermique. La cellule peut fabriquer des pi\u00e8ces en cuivre pur, une approche offerte \u00e9galement par des soci\u00e9t\u00e9s comme AddUp, GE Additive, EOS, Optomec (distribu\u00e9 par Multistation), Markforged ou Farsoon.
\nLaser Melting Innovations a mis au point une machine de fusion laser s\u00e9lective (SLM) qui utilise, comme la solution de Meltio, un laser diode (puissance 140 W ou 200 W). Un \u00e9quipement qui co\u00fbte, selon ses concepteurs, un tiers du prix des machines similaires disponibles sur le march\u00e9, soit moins de 70 000 euros. Son secret : un dispositif optique mont\u00e9 sur un syst\u00e8me d’axe cart\u00e9sien qui facilite l\u2019entretien et assure un faible taux horaire. La pr\u00e9cision de positionnement de la machine est de 40 \u03bcm, ce qui suffit, selon ses concepteurs, pour la plupart des applications, comme par exemple la fabrication d’outils ou le dentaire. La machine peut traiter des alliages \u00e0 base de nickel et de chrome, des aciers inoxydables, l\u2019aluminium et peut construire des pi\u00e8ces dont les dimensions sont de 140 x 140 mm.
\nLa start-up allemande One Click Metal, une spin-off de Trumpf, annonce une imprimante 3D m\u00e9tallique qui met en oeuvre un proc\u00e9d\u00e9 de fusion sur lit de poudre. Une solution de haute pr\u00e9cision accessible aux PME, aux laboratoires de recherche ou aux \u00e9coles car elle co\u00fbte moins de 100 000 dollars.
\n\"152-012-005.jpg\"De nouvelles solutions destin\u00e9es \u00e0 la fabrication plastique microtechnique font \u00e9galement leur apparition. Comme l\u2019impression volum\u00e9trique. Un proc\u00e9d\u00e9 qui pr\u00e9figure la fabrication 4D de demain, mis au point par des chercheurs am\u00e9ricains de l\u2019Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkley et de Lawrence Livermore National Lab ainsi que de l\u2019Ecole polytechnique f\u00e9d\u00e9rale de Lausanne en Suisse (voir encadr\u00e9 ci-dessous). Ou le proc\u00e9d\u00e9 P\u03bcSL (projection micro-st\u00e9r\u00e9olithographique) lanc\u00e9 par Boston Micro Fabrication (BMF) : ses machines microArch produisent des micro-pi\u00e8ces avec une pr\u00e9cision qui varie en fonction de l\u2019application (25 \u03bcm, 10 \u03bcm ou 2 \u03bcm) et une dizaine de polym\u00e8res diff\u00e9rents. Le prix de cette plateforme de micro-fabrication est situ\u00e9 entre 125 000 et 250 000 dollars et ses concepteurs visent des march\u00e9s comme les MEMS (micro electro-mechanical systems), la micro-fluidique, le m\u00e9dical, la filtration\u2026 “Notre solution est adapt\u00e9e \u00e0 la production des pi\u00e8ces ch\u00e8res et difficiles \u00e0 fabriquer par moulage ou usinage, qui ne sont pas encore bien trait\u00e9es par les moyens existants de fabrication additive”, expliquent les responsables de BMF.
\nReste aux utilisateurs \u00e0 bien faire leur choix parmi la multitude de proc\u00e9d\u00e9s plastiques et m\u00e9talliques pour trouver la solution de fabrication additive adapt\u00e9e \u00e0 leur application. Une raison de plus pour visiter le Zoom du prochain salon international des microtechniques et de la pr\u00e9cision Micronora qui aura lieu \u00e0 Besan\u00e7on (Doubs) du 22 au 25 septembre 2020. Consacr\u00e9 \u00e0 la fabrication additive, il leur permettra de se faire une id\u00e9e sur les avantages et les difficult\u00e9s de sa mise en \u0153uvre. Et d\u00e9cider de se lancer ou non dans cette aventure technologique\u2026
\nfr.3dsystems<\/a>
\nwww.addupsolutions.com
\nwww.ags-fusion.fr
\nwww.arburg.com
\nwww.cryla.fr
\nwww.beam-machines.fr
\nbmf3d.com<\/a>
\nwww.3ds.com
\ndecip.fr<\/a>
\nwww.eos.info
\nwww.ge.com
\nwww.gefertec.de
\nwww.gfms.com
\nwww.gmp-additiv.com
\nwww.fabrication-additive.com
\nwww.irepa-laser.com
\nlm-innovations.com<\/a>
\nmarkforged.com<\/a>
\nmeltio4d.com<\/a>
\nwww.multistation.com
\noneclickmetal.com<\/a>
\nwww.openmind-tech.com
\nwww.prodways.com
\nwww.sciaky.com
\nwww.sw.siemens.com
\nwww.sisma.com
\nwww.stratasys.com
\nwww.trumpf.com
\nwww.volum-e.com<\/p>\n

\n

Questions \u00e0 Charles de Forges, directeur g\u00e9n\u00e9ral de Spartacus 3D<\/h2>\n

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\n “Actuellement, l’enjeu est de d\u00e9velopper la fabrication additive m\u00e9tallique dans d’autres secteurs que ceux qui ont fait ses premiers succ\u00e8s (a\u00e9rospatiale, m\u00e9dical). Cela suppose d’identifier des applications pertinentes, et cela passe toujours par des phases de remise \u00e0 plat des conceptions traditionnelles.”<\/em> <\/strong><\/p>\n

Micronora Informations : Comment se porte Spartacus3D, quels sont les services que vous offrez \u00e0 vos clients et avec quels moyens ?<\/strong>
\nCharles de Forges <\/strong> : L’installation de Spartacus3D dans la nouvelle usine de M\u00e2con est un tournant important. Comme pr\u00e9vu le nouveau site r\u00e9pond aux exigences les plus \u00e9lev\u00e9es en mati\u00e8re de qualit\u00e9 et de protection des collaborateurs. Une avanc\u00e9e qui facilite le travail de qualification que nous menons avec plusieurs donneurs d’ordres de diff\u00e9rentes industries. Nous avons un parc de quatre machines, chacune \u00e9tant d\u00e9di\u00e9e \u00e0 une famille m\u00e9tallurgique : nickel, aluminium, titane, acier\/inox. L’implantation \u00e0 M\u00e2con a \u00e9galement permis de renforcer notre panel de sous-traitants. Ce qui nous permet de proposer des solutions compl\u00e8tes avec toute la ma\u00eetrise de la cha\u00eene : l’usinage bien s\u00fbr, mais aussi le soudage, l’assemblage. Notre objectif \u00e0 court terme reste de charger au maximum nos machines de fusion laser, avant d’envisager d’autres investissements. Avec l’exp\u00e9rience nous avons maintenant un positionnement marqu\u00e9 sur certaines applications, notamment les structures fines ou les structures lattices.<\/p>\n

Quelle sera selon vous l’\u00e9volution de la fabrication additive plastique et m\u00e9tallique \u00e0 court, moyen et long terme ?<\/strong>
\nActuellement, l’enjeu est de d\u00e9velopper la fabrication additive m\u00e9tallique dans d’autres secteurs que ceux qui ont fait ses premiers succ\u00e8s (a\u00e9rospatiale, m\u00e9dical). Cela suppose d’identifier des applications pertinentes, et cela passe toujours par des phases de remise \u00e0 plat des conceptions traditionnelles. Plus que jamais les industriels se rendent compte que la fabrication additive n’est pas un proc\u00e9d\u00e9 de substitution aux proc\u00e9d\u00e9s conventionnels, et qu’il faut repenser la mani\u00e8re de d\u00e9velopper les pi\u00e8ces. Ceci explique que le d\u00e9ploiement soit finalement plus long qu’esp\u00e9r\u00e9 dans plusieurs secteurs. Il existe une r\u00e9elle probl\u00e9matique de conduite du changement. Par ailleurs, les fabricants de pi\u00e8ces comme Spartacus3D souffrent de ne pas atteindre plus rapidement une taille critique ; c’est pourquoi nous pensons qu’un mouvement de consolidation du march\u00e9 est in\u00e9vitable et m\u00eame souhaitable.<\/p>\n

Votre \u00e9volution suit-elle ces tendances ?<\/strong>
\nDepuis plusieurs mois notre positionnement nous am\u00e8ne \u00e0 r\u00e9aliser des projets dans le domaine des \u00e9changeurs thermiques, du soudage, de la filtration, pour exploiter les capacit\u00e9s de la fabrication additive \u00e0 faire des g\u00e9om\u00e9tries fines et complexes. C’est sans aucun doute un axe de d\u00e9veloppement fort, mais il faut pour cela que les industriels se saisissent du sujet.
\nwww.farinia.com\/fr\/societes\/spartacus3d\n<\/div>\n

\n

Micro-fabrication \u00e0 tr\u00e8s grande vitesse<\/h2>\n

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\nInvent\u00e9e par les chercheurs am\u00e9ricains de l\u2019Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkley et de Lawrence Livermore National Lab ainsi que ceux du Laboratoire de dispositifs photoniques appliqu\u00e9s (LAPD) de l\u2019EPFL (Ecole polytechnique f\u00e9d\u00e9rale de Lausanne) en Suisse, l\u2019impression volum\u00e9trique pourrait frapper d\u2019obsolescence la fabrication additive. Ce proc\u00e9d\u00e9 permet en effet, de fabriquer des pi\u00e8ces de petite taille et de haute pr\u00e9cision en quelques secondes. Une d\u00e9marche qui \u00e9limine deux inconv\u00e9nients majeurs de la fabrication additive : sa lenteur, provoqu\u00e9e par la construction couche par couche, et la limitation g\u00e9om\u00e9trique qui a comme r\u00e9sultat une pi\u00e8tre qualit\u00e9 de surface. Le nouveau proc\u00e9d\u00e9 assure la solidification par polym\u00e9risation laser d\u2019un fluide translucide – du gel biologique ou du plastique liquide selon les applications. Tout se passe dans un r\u00e9cipient en rotation gr\u00e2ce auquel on peut produire des pi\u00e8ces de haute pr\u00e9cision et de tr\u00e8s petite taille. Le proc\u00e9d\u00e9 utilise les principes de la tomographie : le volume de l\u2019objet est construit \u00e0 partir de mesures prises \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur de celui-ci. Les faisceaux, calcul\u00e9s par des algorithmes en fonction de l\u2019objet \u00e0 r\u00e9aliser, sont structur\u00e9es de telle sorte qu\u2019ils atteignent, juste en quantit\u00e9 n\u00e9cessaire et selon des angles pr\u00e9cis, des endroits sp\u00e9cifiques du gel. Cette solution pourrait int\u00e9resser diff\u00e9rents domaines, comme la m\u00e9decine et la biologie. On peut ainsi imprimer diff\u00e9rentes textures, dont des objets mous comme des tissus et organes corporels, des appareils auditifs ou des goutti\u00e8res dentaires. Le proc\u00e9d\u00e9 pourrait trouver \u00e9galement, des d\u00e9bouch\u00e9s int\u00e9ressants dans la fabrication quasi instantan\u00e9e de petits objets en silicone ou en acrylique, sans aucune retouche apr\u00e8s l\u2019impression. Deux start-up, Xolo 3D en Allemagne et Readily3D en Suisse, commercialisent ce proc\u00e9d\u00e9 r\u00e9volutionnaire. Une aventure technologique \u00e0 suivre\u2026
\nwww.xolo3d.com
\nwww.epfl.ch
\nreadily3d.com<\/a>\n<\/div>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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