Comprendre la technologie et les processus de fabrication additive

Lire cet article en :Deutsch (Allemand)

Si vous lisez ceci, vous savez probablement déjà ce qu'est une imprimante 3D (si vous ne le savez pas, lisez cet article sur l'impression 3D par rapport au moulage par injection). Mais comprenez-vous les différences entre le grand nombre de procédés de fabrication additive, de technologies et de leurs applications ?

Pour commencer, voici trois façons simples de catégoriser les différentes technologies de fabrication additive :

1. Solides fondus

Il existe toute une gamme de technologies de fabrication additive qui reposent sur la fusion d'un matériau et son extrusion à partir d'une buse ou d'un effecteur final quelconque. Ces technologies additives reconstituent essentiellement un matériau "complet" (comme à partir d'une bobine) dans une nouvelle forme en fondant et en superposant une nouvelle forme.

2. Liquides solidifiants

Vous ne l'avez probablement pas vu venir, mais oui, il existe un processus de technologie de fabrication additive qui est l'inverse total de la fusion des solides. S'appuyant généralement sur des résines ou des polymères photosensibles, ces imprimantes 3D fonctionnent généralement en appliquant un laser ou une projection pour solidifier un mince film de résine en un objet solide.

3. Poudres de fusion

Peut-être le format technologique le plus connu, la fusion de poudre fonctionne exactement comme son nom l'indique. Le matériau avec lequel vous travaillez est une poudre dans son format "brut" et fusionne soit par l'intermédiaire d'un liant, soit en faisant fondre le matériau avec une source de chaleur.

Après avoir traité quelques-unes des différentes façons de fabriquer des objets de manière additive, plongeons-nous dans les processus de fabrication additive spécifiques.

Processus de fabrication additive

FFF :fabrication de filaments fondus

Lorsque quelqu'un parle d'impression 3D, il y a de fortes chances que vous pensiez à cette technologie additive. De loin la technologie additive la plus prolifique depuis le boom des machines de bureau qui a commencé vers 2010, les machines FFF fabriquent des produits avec une bobine de plastique qui est entraînée à travers une extrudeuse à extrémité chaude qui fait fondre le plastique sous forme liquide, qui est ensuite disposée selon un motif. c'est une tranche de l'objet. Vous connaissez peut-être FFF grâce à des sociétés de matériel de fabrication additive comme Ultimaker.

Candidatures FFF

FFF est une technologie de fabrication additive fantastique pour le prototypage, la fabrication de produits de base, le test rapide d'idées et les flux de travail d'idéation généraux. Bien sûr, FFF peut également être utilisé avec plus de "permanence" à l'esprit pour fabriquer des produits également. FFF est une technologie fiable pour la fabrication additive, avec peu de choses qui peuvent mal tourner, des temps d'arrêt minimes et des objets généralement bien produits. Elle est principalement limitée par la résolution d'impression, qui créera un compromis entre précision et vitesse. Les pièces FFF nécessitent également un post-traitement pour la finition, et les lignes de crête doivent généralement être supprimées pour la peinture.

SLA et DLP – Additif laser sélectif et traitement numérique de la lumière

Sans doute le deuxième procédé d'impression 3D le plus populaire/célèbre après FFF, cette technologie additive a également bénéficié d'un boom dans les entreprises à partir de 2010 environ. Ces imprimantes 3D utilisent un réservoir de résine photosensible, l'objet étant fabriqué en passant un laser sur la couche pour solidifier la résine en place. DLP diffère de SLA en projetant toute la couche d'image à l'aide d'un projecteur au lieu d'un laser. On peut dire que le DLP est plus rapide, car toute la couche est projetée en une seule fois au lieu d'utiliser un laser pour tracer, mais il y a encore des compromis, généralement autour de la finition de surface. Vous êtes probablement au courant de l'impression SLA par le biais d'entreprises telles que FormLabs.

Applications SLA et DLP

Il existe de nombreuses options de résine disponibles, dont la plupart simulent les propriétés du matériau d'un plastique. Les avantages du SLA par rapport au FFF sont généralement la précision et la finition de surface, donc si vous imprimez des objets avec beaucoup de petits détails fins, le SLA vous servira mieux. Cependant, le processus SLA exige plus de vous en tant qu'utilisateur final, nécessitant des étapes supplémentaires après l'impression pour que la pièce soit prête. SLA peut également imprimer de grandes pièces et est utilisé à grande échelle. Vous vous souviendrez peut-être d'avoir vu les chaussures Adidas Futurecraft 4D avec une semelle imprimée en 3D, qui ont été réalisées avec la technologie SLA de Carbon.

MJF – Fusion multi-jets

Oh, jet fusion ? Et il y en a plusieurs? Oui. Cette technologie additive est aussi étonnante que son nom l'indique. Multi Jet Fusion produit des pièces en nylon à l'aide d'un système à jet d'encre pas trop différent de ce que vous auriez dans une imprimante à papier ordinaire. La tête d'une machine de fusion multi-jets est considérablement plus complexe qu'une tête d'impression ordinaire, envoyant du matériel et des liants. Le MJF a tendance à donner une finition et des propriétés matérielles beaucoup plus cohérentes que ses homologues de frittage sélectif au laser.

Applications MJF

Pour les professionnels, ce processus ajoute de la couleur et de la matérialité afin que le prototypage puisse se rapprocher beaucoup plus de l'objet final qu'avec d'autres processus de prototypage. Cette application de fabrication additive est particulièrement pratique lorsque la couleur compte, non seulement du point de vue de la finition, mais également pour les représentations visuelles telles que l'impression d'une carte thermique des contraintes directement sur la pièce, ce qui facilite la compréhension de ce qui se passe lors de l'examen de votre objet.

DMLS – Frittage laser direct de métal

Avant de plonger dans celui-ci, il convient de noter que le DMLS est un procédé de fabrication additive relativement nouveau par rapport aux autres procédés de frittage laser. Très probablement, vous saurez ce qu'est le SLS (frittage sélectif au laser) et les pièces en nylon qu'il fabrique. DMLS fonctionne en utilisant le même processus, en utilisant un laser pour fusionner la poudre métallique. Généralement utilisé pour prototyper des pièces complexes et fabriquer des produits personnalisés en masse, DMLS vous permet de fabriquer des pièces qui seront beaucoup plus solides (parce que, eh bien… le métal est plus résistant que le plastique pour la plupart) et de les tester.

Applications DMLS

Par rapport à d'autres procédés, le DMLS est coûteux, car il s'agit d'un procédé de fabrication additive métallique. Cela est attendu étant donné que les matériaux, la technologie et les protocoles de sécurité requis pour abriter une machine DMLS sont coûteux. Mais le coût en vaut bien sûr la peine pour pouvoir tester et valider les processus. Si vous travaillez dans l'aérospatiale ou l'automobile, une imprimante DMLS sera l'un des moyens les plus efficaces de prototyper des pièces complexes et uniques et d'être aussi proche que possible de la pièce finie. Vous pensez peut-être, "et l'usinage?" Bien sûr, vous pouvez toujours utiliser l'usinage dans le cadre de tout processus de prototypage, mais nous sommes ici pour discuter d'objets qui nécessiteraient l'utilisation de la fabrication additive.

DED – Dépôt d'énergie directe

L'impression DED est mieux considérée comme le pendant métallique du FFF pour les plastiques. Les machines DED utiliseront soit une poudre, soit un fil (pas trop différent d'une bobine en plastique) pour chauffer le métal au point d'extrusion et le déposer avec une buse.

Demandes DED

D'après la description de DED, vous pouvez penser qu'il serait utilisé dans des applications similaires à FFF, mais avec des pièces métalliques. En réalité, l'utilisation la plus courante du DED aujourd'hui consiste à construire des pièces existantes et à les inclure dans un processus de fabrication hybride pour les applications de fabrication additive haut de gamme. L'un des exemples les plus célèbres serait l'utilisation de la fabrication hybride dans le port de Rotterdam. Ils imprimeront des pièces en 3D sur des gouvernails endommagés pour fabriquer une pièce de rechange, puis utiliseront un processus d'usinage pour amener la pièce à un état terminé, prêt à être utilisé sur un nouveau navire.

Bien sûr, les options répertoriées ci-dessus ne sont pas les seules technologies de fabrication additive pouvant être utilisées pour fabriquer des produits, mais toutes sont disponibles dans Fusion 360 ou Netfabb en tant que sorties pour votre flux de travail.

Quel procédé additif utilisez-vous et pour quoi faire ? Dites-nous dans la section des commentaires. Et si vous êtes prêt à faire passer votre fabrication additive au niveau supérieur, voici comment Fusion 360 peut vous aider.