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Les promesses de l'impression 3D métallique

Le marché de la fabrication additive (ou impression 3D), qui pesait 3,6 milliards d'euros en 2014, progresse au rythme de 35 % par an, selon l'étude annuelle du cabinet spécialiste du secteur Wohlers. La fabrication additive métallique, qui représente 20 % du marché, participe très fortement à cette croissance.

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Les promesses de l'impression 3D métallique

Pour Gilles Allory, responsable des activités fabrication additive au Cetim, la progression des technologies permettant de produire des pièces métalliques par impression 3D ne fait pas de doute. « Si dans les années 2006 à 2010, il se vendait une grosse centaine de machines par an dans le monde, nous avons dépassé la barre des 500 machines vendues en 2014 ».

De fait, le marché de la fabrication additive métallique foisonne autour de cinq grandes catégories de technologies. L'impression 3D où des couches successives de poudre métallique sont agglomérées par un liant organique projeté par une rampe d'impression multijets. La pièce obtenue est ensuite frittée, ce qui élimine le liant et agglomère les grains métalliques (ExOne, VoxelJet, SLS de 3D Systems, Digital Metal de Fcubic/Höganäs...). Toujours avec un lit de poudre, dans le procédé SLM cette fois c'est un laser qui balaye la surface et fusionne les grains métalliques (Concept Laser, EOS, Phenix Technologies de 3D Systems, Realizer, Renishaw, SLM Solutions, Prodway...) ou bien un faisceau d'électrons dans le procédé EBM (Arcam...).

Une autre technologie consiste à projeter la poudre métallique au travers d'une buse concentrique à un faisceau laser qui vient la fusionner sur un substrat ou la couche précédente (Optomec, Trumpf, Beam...). Enfin, le fabricant de matériels de soudage Sciaky propose des machines permettant de déposer un fil de titane qui est soudé sur la couche précédente. « Ces différentes technologies ont toutes leur domaine préférentiel d'application, mais elles sont à des degrés de maturité différents. Il faut donc savoir ce que l'on veut obtenir, pourquoi et à quel prix », prévient Gilles Allory. Par exemple, le système de Sciaky produit rapidement des pièces de grandes dimensions, mais avec un état de surface grossier. En revanche, le "brut ouvragé" ainsi obtenu deviendra rapidement une structure aéronautique avec un minimum d'usinage, sans commune mesure avec les 95 % de copeaux lorsque l'on taille la pièce dans la masse. Pour le moment, seul Stratasys dans les ténors de l'impression 3D n'a pas encore d'offre métallique. « Pour le moment nous travaillons avec des prestataires que nous avons acheté tels Red Eye, Solid Concepts ou Harvest Technologies, mais cela semble être dans l'évolution logique de notre offre », confie Patrick Kieffer, responsable marketing de la filiale française.

Reste que la révolution de la fabrication additive est peut-être encore à venir. « Il va falloir, dans un premier temps, progresser sur la métallurgie et le traitement thermique des poudres utilisées, qui sont soumises à de multiples variations de températures, ainsi que d'états cristallins et pour cela développer de nouvelles modélisations numériques », estime Gilles Allory. Le prochain défi technologique pourrait porter sur la nature même du matériau utilisé et sa texture. « Rien n'empêche d'imaginer une machine qui serait capable de les faire évoluer en continu. On pourrait imaginer une pièce où le métal massif ferait peu à peu place à une mousse métallique pour se terminer en nid d'abeilles. On pourrait aussi imaginer des textures très rigides dans une direction et souples dans une autre, voire une évolution continue de la nature cristalline du matériau en fonction des caractéristiques recherchées dans les différentes zones de la pièce. Les années à venir vont être passionnantes », conclut Georges Taillandier, président de l'Association française du prototypage rapide (AFPR), qui s'occupe aussi de fabrication additive.

Jean-François Prevéraud

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