Fabrication additive - Impression 3D

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L'impression 3D ou impression tridimensionnelle sont les termes courants utilisés pour parler des procédés de fabrication additive.
Initialement, ces procédés ont été développés pour le prototypage rapide, mais maintenant, ils sont de plus en plus utilisés pour la fabrication de pièces fonctionnelles.
Longtemps considérée comme l’apanage des grands groupes, la technique est désormais aussi accessible aux PME-PMI...

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Fabrication additive - Impression 3D

  1. 1. FDM étant une marque déposée, d'autres appellations sont utilisées, par exemple Fused Filament Fabrication. Il est à noter que cette technique délivre des objets relativement fragiles. Elle se limite donc à du prototypage plutôt qu'à la production d'objets. § INNOVATION § USINE NUMERIQUE VER.1 06/2016 § FABRICATION ADDITIVE - IMPRESSION 3D NTRODUCTION L'impression 3D ou impression tridimensionnelle sont les termes courants utilisés pour parler des procédés de fabrication additive. Initialement, ces procédés ont été développés pour le prototypage rapide, mais maintenant, ils sont de plus en plus utilisés pour la fabrication de pièces fonctionnelles. Longtemps considérée comme l’apanage des grands groupes, la technique est désormais aussi accessible aux PME-PMI. ES PRINCIPAUX PROCEDES DE FABRICATION Il existe différents procédés de fabrication : § Le dépôt de filament fondu ou FDM (Fused Deposition Modeling : modelage par dépôt de matière en fusion). Il s'agit du procédé utilisé par une écrasante majorité d'imprimantes 3D dites personnelles. § La stéréolithographie ou SLA (StereoLithography Apparatus : une lumière UV solidifie une couche de plastique liquide) Il s'agit de la première technologie d'impression 3D, apparue en 1986 et mise au point par 3D Systems. Comme le système à dépôt de filament, ce procédé imprime couche par couche. § Le frittage sélectif par laser ou SLS (Selective Laser Sintering : un laser agglomère une couche de poudre) Comme la technologie SLA, le procédé SLS utilise un laser. La différence se situe au niveau du matériau utilisé, qui n'est plus liquide, mais sous forme de poudre de plastique, de céramique, de verre ou de métal ; dans ce cas là, on parle de DMLS (Direct Metal Laser Sintering). L'avantage de cette technologie est qu'il y a très peu de déchet et que la poudre non fusionnée peut être réutilisée. § Le procédé PolyJet Breveté par la société Objet en 1999, le procédé dit PolyJet s'appuie sur la photopolymérisation, tout comme le SLA. Avantage certain de cette technologie, elle ne nécessite pas de post-traitement, comme le ponçage ou le rinçage. § Le procédé DLP (Digital Light Processing) Développé pour des travaux nécessitant une grande précision, comme la bijouterie ou la fabrication de prothèses, le procédé DLP est similaire à la SLA, dans le sens où la lumière est utilisée pour solidifier un polymère liquide. § … I L 1
  2. 2. ES APPLICATIONS POSSIBLES… Que ce soit dans le secteur de l’armement, de l’aéronautique, de la médecine, mais aussi de l’industrie, l'impression tridimensionnelle pourrait être dans les années à venir un des éléments d’une troisième révolution industrielle. Pour exemple, le commandement des opérations spéciales de l'armée américaine a construit « huit usines mobiles » qui peuvent rentrer dans des conteneurs de transport standard. Ce type de « micro usines » est l'aboutissement de l'idée d'usine, avec des technologies d'impressions tridimensionnelles. Le domaine de la médecine profite aussi de l'impression 3D, avec la création de matériaux semblables à un os ou encore la création de prothèses et implants (hanches artificielles, appareils dentaires et auditifs personnalisés)... (Source : Wikipédia - Impression 3D) OMMENT CA MARCHE ? Comme indiqué ci-dessus, l’impression 3D fonctionne selon plusieurs procédés, qui diffèrent selon le type d’imprimante 3D utilisée. Pour rappel, on peut classer ces procédés dans trois grands groupes : § Le dépôt de matière § La solidification par la lumière § L’agglomération par collage Le principe de fabrication de base est le même pour les trois procédés, on superpose des couches de matières selon les coordonnées d’un fichier 3D. Il faudra donc au préalable créer un fichier 3D avec l’aide d’un logiciel de DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) de l’objet à imprimer, et ce, au format STL ou OBJ. En résumé, et ce, pour la plupart des procédés employés l’utilisateur a besoin : § d’un fichier 3D (au format STL ou OBJ), § d’une imprimante 3D, § de consommable (filament, poudre, etc.), § d’un logiciel de slicing pour trancher le fichier et transmettre les indications à l’imprimante, § d’un ordinateur. La manière d’exporter les fichiers vers l’imprimante diffère selon les marques et les modèles : câble USB, Wi-Fi ou carte SD. Fig. 1 : Processus de l’impression 3D ES ACTEURS… Start-up, grands groupes, laboratoires, PME..., ils sont nombreux à faire bouger la fabrication additive, que ce soit grâce à leurs technologies, leurs services ou leurs investissements. § Prodways Filiale du groupe Gorgé, Prodways est fabricant de machines de stéréolithographie (depuis le rachat du français Phidias en 2012) et de machines de frittage de poudre plastique. Il dispose de sa propre unité de formulation de matières premières suite au rachat de l’allemand DeltaMed et de capacités de production en France et aux États-Unis. § Poly-Shape Aéronautique, médical, sport automobile… Poly- Shape est positionné sur tous les secteurs en développement. § Beam La jeune pousse Beam, émanation du laboratoire Irepa Laser, est promise à un bel L C L 2 1. Avoir une idée 2. Modéliser son idée en 3D 3. Trancher son fichier 3D 4. Imprimer l’objet 5. L’utiliser
  3. 3. Plan PME > Performance PME Premiers pas vers la Fabrication additive pour les PME de la région à Contact : Sybille GERMON REYNAUD CCIT de l’Ardèche Tél. 04 75 88 07 07 Mail à sibylle.germon.reynaud@ardeche.cci.fr avenir. Sa technologie, Clad (construction laser additive directe), consiste à projeter des particules de poudre métallique dans un faisceau de plasma. Deux avantages : la machine peut ajouter des éléments sur une pièce existante et fabriquer des pièces en mélangeant les matériaux (elle peut appliquer les métaux les plus résistants aux endroits où la pièce est sollicitée). § Fives Michelin Fives Michelin Additive Solutions est une société commune entre Michelin et Fives. L’objectif est de devenir un fournisseur de poids sur le marché des imprimantes 3D professionnelles, grâce aux techniques d’automatisation développées par Michelin. Les machines de fusion métallique par laser ne sont plus isolées mais disposées en ateliers, ce qui promet des gains de rendement et de qualité. ET AUSSI… § Spartacus 3D - Prestataire en fabrication § Prismadd - Prestataire spécialisé en aéronautique § Erpro - Prestataire en fabrication § Creatix3D - Conseil en intégration § Fabulous - Conseil en impression 3D § Phenix Systems - Fabricant de machines § Stratasys France - Fabricant de machines § Erasteel - Fabricant de poudres métalliques § … ES ASPECTS JURUDIQUES La démocratisation de l'impression tridimensionnelle fait craindre à certains de nouveaux modes de reproduction illégale. Elle pourrait induire une adaptation du droit de la propriété intellectuelle. L'impression tridimensionnelle a d'abord été industrielle, mais fonctionne aussi sur le modèle du logiciel libre/open source. Ce qui lui confère en apparence, un accès facile et ouvert. Aujourd’hui, des réflexions sont menées concernant la normalisation, car malgré les avantages évidents de la fabrication additive, il reste des points à régler. A ce sujet, il existe un comité technique de l’ISO sur la fabrication additive (ISO/TC 261). E RENSEIGNER SUR L’IMPRESSION 3D OU ETRE ACCOMPAGNE… § Le premier site d’information sur l’impression 3D à http://www.3dnatives.com § Le blog de l’impression 3D à http://www.makershop.fr/blog § L’annuaire des acteurs français de l’impression 3D à http://www.formation-3d- france.com/annuaire § Le programme Usine Numérique de Rhône-Alpes qui a pour mission d'accompagner des PME/PMI dans leurs projets industriels sur toute la chaîne numérique, dans le but d'optimiser la conception ou la fabrication de leurs produits à http://www.ene.fr/experimenter/usine- numerique-rhone-alpes.html L S

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