Fabrication additive métallique :la dernière tendance du multitâche

La tête de revêtement laser pour WFL Millturns s'installe directement dans les broches de l'axe B des machines. Crédit photo :WFL Millturn Technologies.

La fabrication additive (FA), technologie qui construit des composants 3D couche par couche, continue d'évoluer. Autrefois un outil principalement utilisé pour le prototypage de pièces en plastique, il commence à avoir un impact plus significatif sur le monde de la conception et de la production avec l'avènement de l'impression de pièces métalliques. En bref, cette technique offre des avantages en ce sens qu'elle peut produire des conceptions complexes et profilées qui seraient difficiles, voire impossibles, à créer sur des équipements d'usinage conventionnels (tels que des canaux de refroidissement conformes à l'intérieur de moules à injection). Les conceptions de pièces peuvent également être affinées pour réduire le poids tout en conservant (ou en améliorant) l'intégrité structurelle en appliquant des concepts tels que la conception générative.

Cela dit, la FA est une technologie qui complète l'usinage, mais ne la remplacera pas. Chose intéressante, il n'y a pas de moyen plus clair de ponctuer ce point que de se tourner vers le nombre croissant de constructeurs de machines-outils ajoutant des additifs à leurs plates-formes d'équipement soustractif.

Pratiquement toutes les pièces fabriquées par AM nécessitent une sorte d'opérations de post-traitement. Cela peut impliquer le fraisage, le perçage, le taraudage ou le tournage ainsi que le meulage ou le polissage. En combinant additif et soustractif sur une seule plate-forme, les travaux en cours peuvent être éliminés ainsi que les biens d'équipement nécessaires pour compléter une pièce à croissance additive. De plus, la FA peut être utilisée pour ajouter de petites fonctionnalités complexes à de grandes pièces usinées. Ou, pour les travaux de réparation, du matériau peut être ajouté aux pièces usées qui pourraient ensuite être usinées pour les ramener aux spécifications OEM.

Les vidéos ci-dessous montrent ces types d'applications. Par exemple, des processus de fabrication additive tels que le rechargement laser ont été ajoutés à diverses plates-formes d'usinage, notamment des tours-fraiseuses et des machines à cinq axes. Une vidéo d'accompagnement en ligne montre un exemple du premier :un WFL M80X Millturn dans lequel la tête laser s'installe dans la broche de fraisage de l'axe B pour ajouter de la matière à un très grand composant. Le durcissement au laser de certaines caractéristiques peut également être effectué.

Dans ce cas d'un Mazak Integrex i-400SAM illustré utilisant un additif pour ajouter des fonctionnalités à un long composant de vis d'alimentation, la tête de dépôt laser AM (trois sont disponibles avec différents diamètres de faisceau pour ce modèle) n'est pas montée dans la broche de fraisage de l'axe B de la machine . Au lieu de cela, il s'installe dans une unité pivotante dédiée, et les têtes laser inutilisées sont stockées en dehors de la zone de travail, un peu comme les outils le seraient dans le carrousel de changeur d'outils automatique d'un centre d'usinage.

Une autre vidéo montre un exemple de travaux de réparation. Dans celui-ci, un Tongtai AMH-630 à cinq axes utilise une tête de revêtement laser AM qui s'insère dans la broche de fraisage de la machine pour déposer le matériau Inconel 718 sur les pointes usées des aubes de turbine qui sont ensuite usinées, laissant derrière elles les formes profilées spécifiées par l'OEM.

Le logiciel de ces applications hybrides continue également d'évoluer, tout comme le matériel. Ceci est démontré dans une vidéo qui montre la production d'un blisk Inconel 625 à l'aide des logiciels Autodesk Fusion 360 et PowerMill sur une machine hybride Mazak Variaxis J-600/5XAM utilisant les outils en carbure monobloc et en céramique de Seco Tools. Plutôt que de commencer avec une grande billette de matériau qui sera usinée pour créer le disque aubagé, la pièce commence par le moyeu et les pales sont ensuite développées de manière additive et usinées à la forme et à la taille.

Pourtant, comment programmer une machine multitâche avec une capacité additive ? Une vidéo longue mais informative vous guide pas à pas dans le processus de programmation d'une pièce rotative avec des aubes créées via AM, puis finies à l'aide de Siemens NX CAM.

Et qu'en est-il de la simulation hors ligne qui est si importante pour les travaux d'usinage complexes ? Le module additif Vericut de CGTech simule à la fois les capacités d'usinage additif et traditionnel (fraisage ou tournage) des machines hybrides utilisant le même code CN. Il lit les paramètres du laser, contrôle la puissance du laser, le débit de gaz porteur et de poudre métallique spécifiques à chaque travail et type de matériau, puis détecte les éventuelles collisions entre la machine et la pièce additive au fur et à mesure de son impression, ce qui est décrit dans une autre vidéo.

Bien sûr, il est possible d'ajouter des têtes AM à divers autres types de plates-formes de machines. Par exemple, 3D Hybrid Solutions peut fournir des têtes complémentaires pour l'impression 3D de métal via diverses méthodes de dépôt, y compris la fusion au laser de pulvérisation de poudre, la fusion à l'arc de l'alimentation en fil et la pulvérisation à froid à grande vitesse de poudre métallique. Il semble que cette idée ait l'approbation des Marines américains, comme expliqué dans cette histoire.

La AM métallique est-elle sur votre radar ? Ou utilisez-vous des imprimantes plastiques 3D dans votre magasin pour le prototypage, les gabarits, les fixations et plus encore ? Envoyez-moi un e-mail à [email protected] pour me le faire savoir.