Trophée 3D print : 5 innovations pour l'impression 3D industrielle
Cinq candidats, prénominés, sont en lice pour décrocher le trophée 3D print. Ce concours, organisé à l'occasion du salon du même nom, dont la 3e édition débute le 13 juin, entend récompenser les exposants intégrant la technologie de fabrication additive dans des démarches industrielles.
Afin de mettre en avant les démarches industrielles en cours, le salon 3D print organise les 13, 14, 15 et 16 juin un concours permettant de présenter et d’évaluer des exposants intégrant la technologie de fabrication additive dans des démarches industrielles. Cinq exposants, parmi les douze qui se sont présentés, ont déjà été pré-sélectionnés. L’identité du gagnant sera désigné le 13 juin. En attendant, les candidats nous expliquent les spécificités de leurs projets :
L'atelier laser du futur de la société Actemium
Le projet Alafu (atelier laser du futur), de la société Actemium (groupe Vinci), vise à proposer une solution fiable afin de rassurer les industriels et de sécuriser le process de fabrication additive métallique. L’objectif est d’automatiser au maximum toutes les opérations - de l’approvisionnement de la poudre à l’emballage de la pièce - afin de fiabiliser, sécuriser et optimiser le process, mais aussi de protéger les opérateurs et de parer aux problématiques d’hygiène et de sécurité. Concrètement, Actemium propose un concept d’atelier-type, divisé en trois parties : une zone “en amont” de traitement des poudres, une zone de fabrication additive et une zone “en aval”, de contrôle et finition des pièces. “Actuellement, les poudres peuvent se retrouver dans l’environnement des opérateurs, au risque d’être inhalées. Afin de sécuriser davantage le processus, nous proposons un transfert automatisé, de la zone de mélange jusqu’aux machines et également lors de la récupération des poudres, fait valoir Alexandre Mandon de la société Actemium. Le fait d’avoir un ensemble automatisé permet aussi de fiabiliser la fabrication. A aucun moment dans ce concept, l’opérateur ne se retrouve en contact avec la poudre”. Autre avantage mis en avant par ses concepteurs : la poudre en surplus est récupérée par aspiration et transférée vers le système de retraitement afin d’être tamisée, séchée. Elle sera remélangée à de la poudre neuve pour assurer la stabilité de la composition de la poudre finale avant d’être réinjectée dans le circuit de production.
L'enrobage métallique simple et rapide de Métalliz
La société Métalliz entend répondre aux besoins des designers, artistes et bureaux d’études qui souhaitent obtenir un fini métallique pour leurs pièces, sans recourir à la fabrication additive métallique, jugée encore trop onéreuse. Elle propose à la place de pré-métalliser des pièces imprimées en 3D pour des rendus similaires à des pièces usinées. Le procédé consiste à encapsuler la forme plastique de l’objet dans une coque métallique épaisse (de 50 à 250 Um). Pour ce faire, Métalizz a mis au point une machine baptisée Métalfolg. Il s’agit d’une machine de pré-métallisation chimique, obtenue par dépôt d’une fine couche d’argent pulvérisée à la surface des pièces plastique. Cette première étape doit rendre électriquement conducteurs des objets qui ne le sont pas. La pièce pourra alors, dans un second temps, bénéficier d’un renforcement métallique par voie électrolytique. “L’idée est d’avoir un système qui ne demande pas de formation spécifique et autonome. C’est également plus rapide : on s’affranchit d’une série d’étapes réalisées par “trains de cuves”, cette dizaine de bains successifs habituellement nécessaires à la pré-métallisation du plastique”, souligne Philippe Sapet, directeur général de Métalizz. A la clé : un concept qui permet un gain de temps, de faire des économies, et qui ne nécessite pas de formation spécifique. Autre avantage : la couche étant très fine, la texture de la pièce en plastique ne sera pas dénaturée par cet enrobage.
Le mors de tournage sur mesure d'IPC
Afin de répondre à la demande de Renault, qui rencontre des problèmes de non-conformité dans l’usinage de ses disques de frein, la société IPC a élaboré une stratégie d’optimisation de la conception du mors de tournage pour la fabrication additive. La difficulté vient du délestage des mors qui tournent à 2400 tousr/minute, contraignant Renault à augmenter la force de serrage de la pièce. Ce qui, à terme, peut entraîner une déformation des pièces. "Avec la force centrifuge, plus la pièce est lourde, plus on va avoir un effort qui nous tend vers l’extérieur quand on tourne. Il faut donc serrer plus fort pour compenser. Seulement, lorsque l'on serre plus fort, la pièce doit fournir un effort plus important et se déforme. Elle ne respecte alors plus les critères de planéité nécessaires pour freiner correctement", détaille Jean-Christophe Bornéat, chef de projet fabrication additive au sein d’IPC. La pièce habituellement fabriquée de manière empirique pèse 1,7 kg. “L’idée était donc, via un logiciel d’optimisation topologique, de dessiner une pièce plus légère à partir des contraintres intitiales, intégrées directement dans le logiciel (force centrifuge, force de serrage…). La pièce produite par fabrication additive, et présentée lors du Trophée, pèse 940 g au lieu des 1,7 kg par fabrication empirique. On gagne donc 50% de délestage, ce qui nous évite de devoir trop serrer et permet donc une meilleure planéité”, expose le chef de projet.
Le système de mesure et de régulation d'oxygène de Linde
De nombreux paramètres peuvent influencer le process de fabrication additive et la qualité de la pièce finale. Parmi eux : la protection gazeuse, la pureté, le débit ou la composition de l’atmosphère dans la chambre, durant la construction. Une atmosphère imparfaite peut ainsi conduire à la décoloration, l’oxydation ou la dégradation des propriété du matériau imprimé. D’autant que les matériaux utilisés en fabrication additive, comme le Ti64 ou les alliages d’aluminium sont particulièrement sensibles à l’oxygène. Avec l’équipement ADDvance O2, qu’elle présente au Trophée, la société Linde entend analyser précisément le taux d’humidité et d’oxygène à proximité du lit de poudre et réguler le taux d’oxygène à une valeur de consigne prédéfinie. Des sondes Lambda sont déjà utilisées dans ce but dans la plupart des machines à fusion lit de poudre, mais ne descendent pas en dessous d’une valeur de 0,1%. Les sondes Lambda au zirconium - largement utilisées dans l’automobile, s’avèrent quant à elles trop peu précises. Or, si le taux d’oxygène est mal détecté, la régulation ne se fait pas. Pour pallier cette difficulté, la société propose d’analyser en continu l’atmosphère gazeuse de la chambre de construction avec une résolution de l’ordre de la dizaine de ppm. En cas de besoin, un gaz d’inertage est automatiquement ajouté afin de maintenir le taux d’oxygène requis. Ce système doit ainsi assurer une meilleure reproductibilité du procédé de fabrication.
Les bijoux imprimés de la Société MMB
La fabrication additive est encore très peu utilisée par les bijoutiers, sauf pour le prototypage. En partenariat avec les sociétés Etoeles et Pixo3D, en charge de la numérisation, la société MMB s’est lancée dans la fabrication d’un sautoir en or 18 carats, spécialement édité à 30 exemplaires. Au bout de la chaîne : une reproduction de l’Ange pleureur, statue emblématique de la cathédrale d’Amiens. Pour réaliser ce bijou de 3 cm, la société a utilisé l’imprimante SLM 50, qui use de la technologie de fusion laser sur lit de poudre. En l’occurence, de l’or. “La fabrication additive nous a permis d’évider la pièce plus facilement afin de rendre le bijou plus léger et surtout d’économiser de la matière en n’épaississant que les endroits que l’on estimait nécessaire de solidifier, précise Julien Bernard, designer produit et responsable projet chez MMB. On a également pu conserver un maximum de détails. L’impression 3D métallique nous a permis de gagner en précision, la pièce est plus fidèle au modèle de base, qu’il suffit de scanner. Si on avait eu recours aux procédés traditionnels de fonderie, il aurait fallu prendre en compte le phénomène de contre-dépouille - soit les marques laissées lors du démoulage…”.Autre avantage : la fabrication additive permet de calibrer au plus près la juste quantité de produit nécessaire. Et le surplus peut être récupéré. Le procédé permet aussi d’amortir les coûts pour de petites séries, ou de produire à la demande.
