FABRICATION ADDITIVE

Une fois le modèle 3D CAO finalisé, nous allons procéder a l’impression 3D de la pièce ou l’ensemble de pièces. Plusieurs technologies peuvent être mise en oeuvre reposant sur 2 types matériaux : Base Plastique ou Base Métal 

LES MATÉRIAUX UTILISÉS

materiau plastique

BASE PLASTIQUE

Il existe plusieurs technologies d’impression 3D, chacune avec ses avantages et ses inconvénients. Le dépôt de filament fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA) et la fusion de lit de poudre (SLS) sont les trois technologies les plus répandues.

matériau métal impression 3D

BASE MÉTAL

Il existe plusieurs technologies d’impression 3D, chacune avec ses avantages et ses inconvénients. Le dépôt de filament fondu (FDM), la stéréolithographie (SLA) et la fusion de lit de poudre (SLS) sont les trois technologies les plus répandues.

LES TECHNOLOGIES UTILISEES EN FABRICATION ADDITIVE

MISE EN OEUVRE PLASTIQUE

Technologie FDM

FDM signifiant Fused Deposition Modeling est le procédé le plus répandu en impression 3D. En effet, on retrouve souvent cette technologie utilisée au sein de FABLAB.

le procédé consiste à créer un objet par l’accumulation de couches de polymère fondu. On fait faire fondre sur un plateau chauffant une bobine de filament à travers une buse chauffée à haute température se déplaçant sur les trois axes. Le plateau s’abaisse couche après couche jusqu’à obtention de la pièce finale.

Les principaux matériaux utilisés sont des polymères thermoplastiques comme le PLA (acide polyactique) ou encore l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène).

Les principaux acteurs de la technologie FDM sont l’américain Stratasys et le néerlandais Ultimake.

piece fdm
piece sla

Technologie SLA

SLA venant de la contration de la Stéréolithographie.

C’est le procédé à l’origine de l’impression 3D. Cette technologie fabrique des modèles 3D grâce au principe de la photopolymérisation.

A partir d’une résine liquide, celle-ci est solidifiée selon le modèle 3D couche par couche grâce à un rayon UV. Lorsque la première couche du matériau d’impression liquide est solidifiée, le plateau descend ou monte d’un niveau (axe z) suivant les modèles d’imprimantes, correspondant à l’épaisseur d’une couche d’impression. La seconde couche est alors solidifiée. Lorsque l’impression est terminée, un post-traitement est nécessaire. La pièce est d’abord nettoyée avec un solvant afin d’enlever la résine non solidifiée. Enfin, pour terminer le processus de photopolymérisation, la pièce est placée dans un four UV.

Les principaux acteurs de la technologie SLA sont les américains 3D Systems, Formlabs et Stratasys.

Technologie SLS

SLS venant de Selective Laser Sintering. C’est la technologie à la base de frittage de poudre plastique et qui permet d’imprimer des objets en 3D couche par couche par l’intermédiaire d’un laser CO2. La poudre ainsi que le plateau chauffant sont chauffées en dessous de la température de fusion du polymère. Le faisceau laser va fritter la première couche de poudre déposée sur le plateau (plan x,y) puis celui-ci s’abaisse suivant l’épaisseur de la première couche pour obtenir la seconde couche jusqu’à obtention de la pièce.

Pour ce qui est du post-traitement, les pièces sont nettoyées à l’air comprimé.

Les principaux acteurs de la technologie SLS sont l’allemand EOS et 3D Systems.

piece sls
pîece polyjet

Technologie Polyjet

cette technologioe se base sur la déposition sélective d’un mélange de matériel photopolymère, en gouttes sur une plate-forme. Ceci permet de créer des couches avec un seul passage pour leur séchage et solidification par une lumière UV.

Avec son épaisseur de couche pouvant atteindre 16 microns et sa précision allant jusqu’à 0,1 mm, vous pourrez réaliser des prototypes ou des petites séries d’une grande qualité, avec des géométries complexes d’une grande finesse.

Une large gamme de matériaux disponibles comme des résines blanches, flexibles…

MISE EN OEUVRE METAL

technologie DMLS / SLM

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) / Selective Laser Melting (SLM)

Cette technologie utilise de la poudre métallique comme le titane. Cette technique d’impression utilise un laser qui va sélectivement fusionner la poudre métallique couche par couche suivant le modèle numérique 3D. La poudre est ensuite aspirée et réutilisée.

Les principaux acteurs sur la technologie DMLS sont EOS, 3D Systems ainsi que le britannique Renishaw.

piece dmls slm impression 3d
piece ebm impression 3d

Technologie EBM

EBM pour Electron Beam Melting.

Cette technologie utilise un faisceau d’électrons afin de créer une pièce 3D. Cette technique d’impression 3D utilise également de la poudre métallique. Comme les technologies SLS et SLM, la technique d’impression EBM fusionne sélectivement des couches de poudre très mince, elles appartiennent à la famille Powder Bed Fusion (PBF).

Le seul acteur sur cette technologie actuellement est le suédois Arcam. Acheté par GE.

Technologie DED

DED  pour Directed Energy Deposition.
La famille DED est très grande. Ce procédé de fabrication additive désigne un ensemble de technologies qui s’inscrivent dans la catégorie de fabrication par dépôt sous énergie concentrée. La matière, une poudre ou un fil, est déposée par une buse, montée généralement sur un bras robot à 5 axes, et immédiatement fondue par un faisceau laser ou d’électrons. La poudre est injectée latéralement ou co-axialement alors que l’apport de fil est réalisé latéralement par rapport à la projection d’énergie.

Ce procédé est le plus souvent utilisé avec des poudres ou des fils métalliques (aluminium, titane…), mais il fonctionne également avec des polymères ou des matériaux céramiques.

Le constructeur français BEAM est le premier fournisseur européen de machines de fabrication additive basées sur la technologie CLAD®

piece ded impression 3d