Alain Bernard - Le 3D dans le monde

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Présentation de M. Alain Bernard lors du 1er colloque d'impression 3D au Québec à Trois-Rivières en mai 2015.

Survol des normes à l'étude dans le domaine de la fabrication additive.
Survol des entreprises, des technologies, de l'économie, des secteurs d'activités et des pays impliqués.

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Alain Bernard - Le 3D dans le monde

  1. 1. Le 3D dans le Monde Alain BERNARD Professeur des Universités à l’Ecole Centrale de Nantes Chercheur à l’IRCCyN UMR CNRS 6597 Vice-Président, Association Française de Prototypage Rapide et de fabrication additive Association Française de Prototypage Rapide & Fabrication Additive 129/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 1ère conférence annuelle du Réseau Québec 3D Trois-Rivières – Québec – 28 mai 2015
  2. 2. AFPR : Association Française du Prototypage Rapide et de la fabrication additive Créée en 1992 Objectifs de l’AFPR : • Rassembler les partenaires de la Fabrication Additive • Répondre à des besoins multisectoriels • Favoriser la formation et le transfert de technologie • Rassembler, capitaliser puis diffuser l’information la plus objective et la plus complète • Soutenir les projets innovants • Construire un lien d’échange didactique et technique • Se positionner dans un cadre européen et mondial 229/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  3. 3. 2014: signature MoU CRIQ-AFPR 329/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  4. 4. La normalisation : une nécessité Décembre 2005 : création au sein de l’AFPR de la commission Fabrication Directe. Objectifs : réunir les principaux acteurs de la fabrication directe en France et sensibiliser les pouvoirs publics, en France et en Europe, à la normalisation de la Fabrication Additive. Septembre 2009 : les deux Pôles de Compétitivité ViaMeca et EMC2 appuient l’initiative de l’AFPR et demandent officiellement à l’UNM la normalisation de la Fabrication Additive Juin 2010 : création de la Commission de normalisation UNM 920 Premiers travaux engagés en septembre 2010 : Terminologie et classification des procédés. En parallèle, le COS Santé de l’AFNOR va travailler à l’application de la norme dans le domaine de la fabrication de prothèses, en particulier le comité Médecine Buccale (ex comité Art Dentaire). Juillet 2011 : première réunion du comité technique ISO/TC261 429/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  5. 5.  Créée suite à une demande des pôles de compétitivité VIAMECA et EMC2 et de la Fédération des Industries Mécaniques (FIM)  Périmètre : procédés par ajout de matière – fabrication de pièces directement à partir d’un modèle 3D sans utiliser d’outillages  Domaines : tous, en particulier les industries mécaniques, l’aéronautique et le médical  En France  Fournisseurs de poudre (métallique et plastique)  Fabricants (machines et pièces)  Utilisateurs (industrie mécanique, aéronautique)  Centres techniques, Pôles de compétitivité  Universités  Liaison avec l’art dentaire  Commission UNM 920 « Fabrication additive »  Participants (chairman : Eric BAUSTERT Volum-e) La normalisation : une nécessité 529/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  6. 6.  En France  Vocabulaire  Poudres — Spécifications techniques : caractéristiques techniques des poudres couramment utilisées en fabrication additive, à fournir par le fournisseur de poudre, lors de la livraison  Pièces – Cahier des charges et conditions de réception : éléments à échanger entre le client et fournisseur lors de la commande, du contrôle et de la réception des pièces  Normes publiées : NF E 67-001 : octobre 2011 NF E 67-010 : décembre 2014 NF E 67-030 : mai 2013. La normalisation : une nécessité 629/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  7. 7.  Créé en 2011 sous responsabilité allemande  Domaine : Normalisation dans le domaine de la fabrication additive concernant les procédés, termes et définitions, chaînes de processus (matériels et logiciels), procédures d'essai, paramètres de qualité, accords clients fournisseurs et éléments fondamentaux.  19 Membres participants : Allemagne, Belgique, Canada, Chine, Danemark, Espagne, Etats-Unis, Finlande, France, Irlande, Italie, Japon, Norvège, Pays-Bas, Pologne, République de Corée, Royaume-Uni, Suède, Suisse  ISO/TC 261 « Fabrication additive La normalisation : une nécessité 729/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  8. 8.  4 parties de la série des normes ISO 17296 « Fabrication additive » : - Partie 1 : Terminologie (en cours) (Suède) - Partie 2 : Vue d’ensemble des catégories de procédés, des types de pièces et des matériaux de base (publiée en 2015) (Allemagne) - Partie 3 : Spécification des critères de performance et des caractéristiques de qualité (publiée en 2014) (France : Philippe BERTRAND, ViaMéca) - Partie 4 : Traitement des données (publiée en 2014) (UK)  ISO/TC 261 La normalisation : une nécessité 829/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  9. 9.  L’ASTM (USA) développe les normes au sein du comité F42  Deux possibilités de coopération entre l’ISO et l’ASTM - Procédure “Fast Track” : adoption des normes déjà publiées par chaque organisation dans le but d’une reconnaissance mutuelle des normes ASTM et ISO, - Développement conjoint de normes communes ASTM/ISO.  Accord ISO/ASTM  Deux normes ASTM sont devenues des normes ISO (et des standards français) en 2013 par la procédure fast track :  NF ISO/ASTM 52915 (format de fichier AMF)  NF ISO/ASTM 52921 (systèmes de coordonnées et méthodes d’essai)  Norme en cours de vote : Resolution 03: Acceptance of NF ISO/ASTM 17296-1 Terminology for Publication La normalisation : une nécessité 929/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  10. 10.  Accord ISO/ASTM  Terminologie,  Contrôle non destructif des pièces,  Qualification, assurance qualité et traitement secondaire des pièces métalliques par fusion sur lit de poudre,  Lignes directrices de conception (générales et spécifiques à la fusion sur lit de poudre),  Exigences pour l’achat de pièces fabriquées en fabrication additive,  Définition de pièces types (New Standard Performance evaluation of additive manufacturing systems through measurement of a manufactured test piece),  Lignes directrices de conception,  Spécification normalisée pour la fabrication additive de matériaux plastiques à base d'extrusion,  Pratique normalisée pour la fusion sur lit de poudre pour atteindre les exigences de qualité.  9 groupes de travail joints (au 16/01/2015) ont été créés depuis 2013: La normalisation : une nécessité 1029/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  11. 11. 29/05/2015 11 De l’objet à l’objet • Nécessité de construire un modèle numérique • Nécessité de disposer de technologies et de pouvoir les intégrer dans une filière métier • Nécessité de contrôler • Nécessité de capitaliser Sculpture numérique Nuages de points Modèle référence CAO Stratégie de scanning Modélisation CAO Fichier STL Pièce fabriquée par couches Interface Fabrication par couches Outillage fabriqué par couches Outillage Outillagerapide Prototype final Contrôleetcomparaison Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  12. 12. Courtesy: CREATE/Centrale Paris Courtesy: Z Corp Courtesy: EOS Courtesy: Phenix Systems Courtesy: TrumpfCourtesy: MCP Courtesy: Objet Courtesy: Stratasys Courtesy: RealMeca/ Cirtes Technologies de fabrication additive 29/05/2015 12Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  13. 13. 7 familles de procédés 29/05/2015 13 Source : ISO 17296-2:2014E Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  14. 14. 7 familles de procédés 29/05/2015 14 Source : ISO 17296-2:2014E Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  15. 15. Fabrication Directe Les principales données économiques 29/05/2015 15Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  16. 16. 29/05/2015 16 Données économiques  30 à 35% de pièces fonctionnelles  Ventes machines métal : x3 en 2 ans  Machines métal : quasiment toutes européennes (EOS, Concept Laser, Arcam, Phenix)  Ventes imprimantes 3D : 4x en 2 ans (de l’ordre de 140 000 en 2014)  Revenus production + services : x2 en 2 ans (croissance annuelle de l’ordre de 40%)  Ventes de matériaux : +30% en 1 an  Ventes machines : 12850 machines (+30%) dont 6665 pour Stratasys (hors Makerbot) Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  17. 17. Données économiques 29/05/2015 17 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Asie/Pacifique Amérique du Nord Europe Autres Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D % de machines installées dans le Monde
  18. 18. Données économiques 29/05/2015 18 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D % de machines installées dans le Monde
  19. 19. Données économiques 29/05/2015 19 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Fraction de l’activité dans différents domaines d’utilisation
  20. 20. Données économiques 29/05/2015 20 0 5 10 15 20 25 30 35 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Fraction de l’activité dans différents secteurs
  21. 21. 29/05/2015 21 Source: Biomedical production of implants by additive electro-chemical processes, P.J. Bàrtolo et al., CIRP STC E keynote 2012, CIRP Annals – Manufacturing technology 61/2/635-655 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  22. 22. Implants Concep on numérique de l’implant Stérilisa on Contrôle Fabrica onChirurgie Scanner 2229/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : www.osseomatrix.com
  23. 23. Implants 2329/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : www.osseomatrix.com
  24. 24. Pièces aéronautique 2429/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : Arcam/3A (Philippe VANNEROT, présentation AG Association Titane, Nantes, mai 2015)
  25. 25. Pièces aéronautique 2529/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : IREPA Laser (Didier BOISSELIER, présentation AG Association Titane, Nantes, mai 2015)
  26. 26. Pièces aéronautique 2629/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : IREPA Laser (Didier BOISSELIER, présentation AG Association Titane, Nantes, mai 2015)
  27. 27. Pièces aéronautique 2729/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : IREPA Laser (Didier BOISSELIER, présentation AG Association Titane, Nantes, mai 2015)
  28. 28. 29/05/2015 28 Les technologies qui comptent  A base de résines et de résines chargées (céramiques, alumines, verre)  A base de fils (ABS, Polycarbonate, Nylon, PLA, PVA, ULTEM 9085/feu et ASA/UV (Stratasys), chargés)  A base de projection de matière multi-matériaux (liquides plastiques, cire/résine, poudres métalliques)  Sur lit de poudre (Polyamide (PA) (avec polystytène, verre, carbone, aluminium), métalliques/Tungstène (EOS) et précieux)  Hybrides (dépôt/projection/soudage et usinage) Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  29. 29. 29/05/2015 29 Les technologies qui comptent  49 sociétés ont vendu en 2014 des machines dans le Monde pour un chiffre d’affaire supérieur à 5 K€. (34 en 2013, 33 en 2012, 31 en 2011)  10 sociétés ont vendu chacune plus de 100 machines et 14 plus de 10 (comme les trois dernières années)  22 sociétés en Europe, 9 en Chine, 8 aux USA, 7 au Japon, 3 en Corée du Sud et une en Israël fabriquent et vendent des machines en 2015 (soit 50 sociétés)  L’investissement R&D de 33 de ces constructeurs est de l’ordre de 37,5% de leurs revenus 2014 (19% en 2013). Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  30. 30. 29/05/2015 30 Les technologies qui comptent Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 0 10 20 30 40 50 60 Total Stratasys : 41869 Total 3D Systems : 17792
  31. 31. Extrusion fil Fortus Source : Stratasys 29/05/2015 31Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Mojo 3016 machines vendues en 2014
  32. 32. Source: Stratasys, présentation lors des Assises Européennes de la Fabrication Additive, Juin 2014 Objet500 Connex 3: multi-matériaux/couleurs 29/05/2015 32 Projection de résine par jets multiples Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 4752 machines installées (1130 machines vendues en 2012)
  33. 33. Gradient de matière 29/05/2015 33 Projection de résine par jets multiples Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  34. 34. Source: Stratasys, présentation lors des Assises Européennes de la Fabrication Additive, Juin 2014 Objet1000: machine de production 29/05/2015 34 Projection de résine par jets multiples Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  35. 35. 3529/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Dépôts gouttelettes cire et usinage Exemples de réalisationsSolidscape (Stratasys) Avantage : Modèles en cire identiques à ceux utilisés traditionnellement pour la fonderie Source: Stratasys 3784 machines vendues au total (312 vendues en 2012)
  36. 36. Dépôts gouttelettes de plastique ARBURG (freeformer) 29/05/2015 36 Source: ARBURG Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  37. 37. 2D/3D printer with multimaterials capability (up to four ceramic or metallic materials in the same component) with CAD/CAM and vision softwares Multi nozzles printheads X Y Matérial 2 Matérial 1 Feel fabrication PC Printheads positioning control Ejection control Z Multi nozzles printheads X Y Matérial 2 Matérial 1 Feel fabrication PCPC Printheads positioning control Ejection control Z 3D micro-positioning device3D micro-positioning device Specific inks Ejection deviceEjection device Inkjet printing devoted to rapid manufacturing of ceramic printed electronics components Dépôts gouttelettes Source : Ceradrop 3729/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  38. 38. Extrusion fil Machines Inspire Beijing TierTime Technology Co. Ltd. 29/05/2015 38Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : http://www.tiertime.com/EN/Products/Industrial/2014/0917/130.html 123 machines vendues en 2014
  39. 39. Extrusion fil Exemple de réalisation 3DP Unlimited Source : http://i1.wp.com/3dpunlimited.com/wp-content/uploads/2014/09/3DP1000-vs-Desktop.jpg?w=1080 29/05/2015 39Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  40. 40. 4029/05/2015 Une entreprise par jour : Drawn Extrusion fil Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  41. 41. Stéréolithographie par photopolymérisation de résine 29/05/2015 41 Source : http://www.3dsystems.com/3d-printers/production/prox-950 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D ProX™ 950 3D Systems X machines vendues en 2014
  42. 42. 42 ZPrinter® 650 ZPrinter® 850 ZPrinter® 450 Gamme de machines de Z-Corporation (USA) Projection liant sur poudre 29/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  43. 43. Stéréolithographie par DLP 29/05/2015 43 Source : http://carima77.en.ec21.com/ Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Carima (Corée) Caractéristiques principales Épaisseur couche (mm) : 0.025 ~ 0.1 (4 step adjustable) Taille chambre X,Y (mm) : 80 x 45 130 x 75 200 x 112 Hauteur de construction en Z(mm) : 200 Vitesse : de l’ordre de 20~40 mm par heure Tolérance(mm) : ± 0.2 63 machines vendues en 2014 DLP : Digital Light Processing
  44. 44. Stéréolithographie par DLP 29/05/2015 44 Source : http://www.dwssystems.com/ Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D DWS (Italie) 146 machines vendues en 2014 Digital Wax systems
  45. 45. Stéréolithographie par DLP 29/05/2015 45 M350 Producer (Haute précision) K20 Producer (Céramiques) D35 Producer (Dentaire) http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=KRpNAw5caN8 Technologie propriétaire MOVINGLight® basée sur l’association de DLP en mouvement et de LEDS UVA de haute puissance, résines chargées Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 13 machines vendues en 2014
  46. 46. Stéréolithographie par DLP 29/05/2015 46 Source : http://www.lithoz.com/en/ Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Lithoz Gmbh (Autriche) CeraFab 7500 Exemples de pièces en céramique
  47. 47. Frittage de poudres par laser Source: EOS 47 Frittage de poudre métallique sous l’action d’un laser 29/05/2015 EOSINT M280 M290 M400 (jusqu’à 4 lasers) Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 284 machines vendues en 2014
  48. 48. Frittage de poudres par laser Source: EOS 48 Frittage de poudre métallique sous l’action d’un laser 29/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  49. 49. Frittage de poudres par laser Source: FUSIA 49 Frittage de poudre métallique sous l’action d’un laser 29/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  50. 50. Frittage de poudres par laser Source: EOS/Cooksongold 50 Frittage de poudre métallique sous l’action d’un laser 29/05/2015 EOS PRECIOUS M080 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  51. 51. Frittage de poudres par laser Source: http://www.farsoon.com/english/service.asp?id=19&forwhat=%E4%BA%A7%E5%93%81%E6%9C%8D%E5%8A%A1 51 Frittage de poudre polymère sous l’action d’un laser 29/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 23 machines vendues en 2014 Hunan Farsoon (Chine) Farsoon 251
  52. 52. PXSPXS PXMPXM PXLPXL 52 113 machines installées (données 2013)
  53. 53. Frittage de poudres par laser Exemples de réalisationsRenishaw (laser melting) Frittage/fusion de poudre métallique sous l’action d’un laser AM 250 Source : Renishaw 5429/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 26 machines vendues en 2014
  54. 54. Fusion de poudre par laser Exemple de réalisation Frittage/fusion de poudre métallique sous l’action d’un laser Source : Concept Laser LaserCUSING® 5529/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 111 machines vendues en 2014
  55. 55. Fusion de poudre par laser Frittage/fusion de poudre métallique sous l’action d’un laser Source : SLM Solution GmbH 5629/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 62 machines vendues en 2014
  56. 56. ARCAM Q10 (Q20) Fusion de poudres métal par faisceau d’électrons 57 Source : ARCAM AB 29/05/2015 ARCAM A2X Source : 3A In courtesy of ARCAM A1 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 47 machines vendues en 2014
  57. 57. Fusion de poudres métal par faisceau d’électrons 5829/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Arcam a racheté DiSanto Technologies Inc. (Implants orthopédiques)
  58. 58. Fusion de poudres métal par faisceau d’électrons 5929/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : Arcam et Multistation Arcam a racheté la division AP&C de Raymor Industries (fabrication de poudres québécois).
  59. 59. Collage/découpage feuilles Pressage, collage et découpe de feuilles de papier http://www.lefabshop.fr/le-fabshop-represente-les-imprimantes-3d-de-mcor-technologies-en-france/ Exemples de pièces 29/05/2015 60Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 600 machines vendues en 2014
  60. 60. Collage/découpage plaques Découpe et assemblages de strates découpées http://www.stratoconception.com/ 29/05/2015 61 Stratoconception® Procédé de Prototypage et d’Outillage Rapide Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  61. 61. Collage/découpage plaques Découpe et assemblages de strates découpées http://www.stratoconception.com 29/05/2015 62 Pack&Strat Outillage soufflage Vase Stratoconception® Procédé de Prototypage et d’Outillage Rapide Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  62. 62. Les autres procédés qui comptent… 6329/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  63. 63. Projection liant sur poudre Imprimantes MFlex et MPrint Volume : 250 x 250 x 400 mm (MFlex) 500 x 400 x 800 mm (MPrint) Matériau : Alliages d’acier inox 420&316, Bronze, Tungsten Technique : Projection de liant sur substrat poudre Application : Fabrication de pièces métalliques 29/05/2015 64 agglomération de la poudre (sable ou métal) par un liant puis cuisson de la pièce Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 10 machines vendues en 2014
  64. 64. Projection liant sur poudre Imprimantes S-Max Volume : 1000 x 7000 x 1800 mm Matériau : Sable de fonderie Technique : Projection de liant sur substrat poudre Application : Fabrication de moules et noyaux sable pour la fonderie 29/05/2015 65 agglomération de la poudre (sable ou métal) par un liant puis cuisson de la pièce Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 14 machines vendues en 2014
  65. 65. Projection liant sur poudre 29/05/2015 66 agglomération de la poudre (sable) par un liant puis cuisson de la pièce Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 14 machines vendues en 2014 VX4000VX200 Source : http://www.voxeljet.de/en/
  66. 66. Fusion de poudres par chauffage 6729/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Source : http://blueprinter.dk/ Selective Heat Sintering™ Technology (Blueprinter M2) 63 machines vendues en 2014 Blueprinter
  67. 67. Aerosol Jet 200 Series System (application électronique) Fabrication par dépôt de poudre métal Source : http://www.optomec.com/ 29/05/2015 68Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D Optomec 32 machines vendues en 2014
  68. 68. Direct Metal Deposition TrumaForm DMD 505 Fabrication par dépôt de poudre métal Machine DMD de Trumpf (utilisée à l'ENISE) Trumpf 29/05/2015 69Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 9 machines + 17 kits d’adaptation vendus en 2014
  69. 69. Dépôt de poudre métallique Exemple de réalisationLens (Optomec) Projection de poudre dans un faisceau d’énergie Courtoisie: © EFESTO LLC, Ashok H. Varma, Chairman & CEO 29/05/2015 70Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 8 machines vendues en 2014
  70. 70. “Courtesy of Optomec Inc. All Rights Reserved” Courtoisie: © EFESTO LLC, Ashok H. Varma, Chairman & CEO 29/05/2015 71Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  71. 71. Adding shapes and functions Ø tube : 80mm Material : Inox 316 L Deposite :‐Width  for two deposits(≈ 5 mm) ‐ Height 20 mm Manufacturing time for 1 blade : 4min26s Technological possibilities 29/05/2015 72Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  72. 72. Material Coupe métallographique d’une pièce réparée  avant usinage Nuance of substrate: titanium alloy Post‐repair thermal treatment Nuance of  powder : Ti‐6Al‐2Sn‐4Zr‐2Mo Granuloma : 45 – 75 µm  Width of deposit : 1,2mm Hardness : 400Hv Metal parts repair Industrial proof of concept 29/05/2015 73Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  73. 73. Machines industrielles La gamme machines Machines sur-mesure Taille des pièces (mm x mm x mm) Axes (Nb) MesoCLAD MacroCLAD Atmosphère contrôlée Bol pour distribution de poudres Puissance Laser Disponible en MobileCLAD CLADUnit MagicCaractéristiques 400x250x200 3-5 continus oui en option en option 1 ou 2 300W Janv-13 1000x700x700 5 Continus oui en option en option 1 ou 2 750W Juin-13 1500x800x800 5 continus oui oui oui 1 ou 2 1 à 4kW Sept-12 Options standards/spécifiques 29/05/2015 74 MobileCLAD CLADUnit Magic Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 7 machines vendues en 2014
  74. 74. Machine Cladding • Machine IRCCyN/ECN • Laser 4kw • Deux têtes de projection (buses Irepa Laser) • Trois mélangeurs de poudre • Espace de travail 900 mm3 Source: IRCCyN équipe MO2P (Prof. MOGNOL – Prof. HASCOET) 29/05/2015 75Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  75. 75. Fabrication hybride DMG MORI (Japon) LaserTech 65 Alternance de dépose de matière et d’usinage https://www.youtube.com/watch?v=s9IdZ2pI5dA 29/05/2015 76Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  76. 76. Soudage de feuilles métalliques Fabrisonic (USA) Soudage de feuilles métalliques par ultrasons et usinage 29/05/2015 77Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D 3 machines vendues en 2014
  77. 77. 78 Source: Contourcrafting Production personnalisée 29/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  78. 78. Fabrication Additive De nombreux points de progrès ! Des compétences attendues ! De très nombreux domaines demandeurs ! De nouveau moyens pour produire « autrement » 29/05/2015 79Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  79. 79. Bathsheba GROSSMAN Oser la complexité sans surcoût • Fabrication d’objets 3D à géométrie complexe • fabrication d’objets multi fonctionnels et multi matériaux • Intégration de fonctions (un objet à la place de plusieurs assemblés)16 pièces + collage 1 pièce 29/05/2015 80Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  80. 80. Gains: De poids sur l’ensemble 20%, Facilité de montage, Diminution du nombre de composants, Economie de 15%. Ré-industrialiser 29/05/2015 81 Source : MBProto Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  81. 81. 82 La juste matière 29/05/2015 Optimisation topologique Source : Multistation, Assises Européennes de la Fabrication Additive, juin 2014 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  82. 82. 83 La juste matière 29/05/2015 Structures lattices Source : Olivier Jay, Industry Days, Bologne Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  83. 83. Fabrication Additive 29/05/2015 84 Système/process MatériauxAmont/aval Applications Orienté application Automatisation Manip pièce et matériau Production en continue Contrôle adaptatif Boucle fermée Productivité Répétabilité Polymères Métaux Céramiques Composites Biomatériaux Equipements Aéronautique Spatial Energie Transports Luxe/bijoux Matériels médicaux Implants Prothèses Organes Conception fonctionnelle Topologie/géométrie Conception du matériau Finition/parachèvement TTH Revêtements Réparations Durabilité Environnement Qualité/contrôle Recherche Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  84. 84. 29/05/2015 85 Données économiques Fonds publics pour la recherche et le développement Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  85. 85. 29/05/2015 86 Données économiques Fonds publics pour la recherche et le développement Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  86. 86. 29/05/2015 87 Données économiques Fonds publics pour la recherche et le développement Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  87. 87. Conclusions - La fabrication additive n’est pas une solution viable pour toute fabrication - La fabrication additive est un moyen supplémentaire qui doit prendre sa place dans les filières productives - La fabrication additive permet la complexité et la diversité à surcoût nul - La fabrication additive a besoin d’aide à la création du modèle numérique - La fabrication additive permet de repenser la conception des pièces et les caractéristiques des matériaux après fabrication - La fabrication additive a besoin de compétences humaines clefs - La fabrication additive est un moyen de revaloriser les aspects technologiques - La fabrication additive permet « la juste matière à la juste place, moins d’énergie consommée, moins de temps de fabrication, moins d’impact environnemental » - La fabrication additive est un marché en très forte croissance car elle a acquis une vraie maturité et dispose déjà de standards 8829/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  88. 88. 8929/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  89. 89. 9029/05/2015 Prof. Alain BERNARD - Journée UTC – ARI Picardie Trophées AEPR 2014
  90. 90. 9129/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D
  91. 91. Questions / Réponses Alain BERNARD alain.bernard@ec-nantes.fr www.afpr.asso.fr Merci pour votre attention 92 Association Française de Prototypage Rapide & Fabrication Additive 29/05/2015 Prof. Alain BERNARD – 1ère conférence annuelle Réseau Québec 3D

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