Intégrer fabrication additive et soustractive pour une production optimale

Beaucoup a été écrit sur la promesse de la fabrication additive, et sur la rapidité avec laquelle tout sera imprimé en 3D à la demande, inaugurent un avenir radieux. L'impression 3D existe maintenant pour des articles aussi divers que chaussures, voitures et même maisons. Si la fabrication soustractive traditionnelle et la production n'ont pas le sex-appeal de l'impression 3D, elles restent le pilier de la fabrication, offrant des coûts inférieurs et une précision plus élevée.

Il est clair que la fabrication additive et soustractive devront coexister, mais vont-elles fusionner ? À l'avenir, parlerons-nous de fabrication hybride sans distinguer les deux ?

L'impression 3D vole la vedette

Ce mois-ci, Liebherr d'Allemagne a annoncé le premier composant hydraulique de commande de vol primaire imprimé en 3D volé sur un avion Airbus. Leur annonce vante les vertus de l'impression 3D, offrant une réduction de poids de 60 % en 30 % moins d'espace. Bien que les gains soient impressionnants et offrent de nombreux avantages, ce que le communiqué ne dit pas, c'est que le bloc-valve imprimé en 3D a encore dû passer par un processus de fabrication soustractive : usinage, fraisage, taraudage, etc. L'impression 3D seule ne peut pas répondre aux exigences de tolérance, ni fournir quelque chose d'aussi simple que des trous filetés. Malgré tous les avantages inhérents, l'impression 3D est essentiellement un moyen de produire un moulage sophistiqué.

Après que le bloc-valve a été imprimé en 3D par frittage laser de poudre de titane, il a suivi un processus de fabrication traditionnel, nécessitant d'être déplacé vers des équipements de fraisage et de finition (chacun avec potentiellement de nouveaux montages). Malgré tous les avantages de l'impression 3D, elle ne peut rarement être utilisée pour produire une pièce finie. Et si une pièce peut encore être produite en utilisant le moulage et l'usinage traditionnels, elle offre un coût inférieur à l'impression 3D.

La fabrication hybride mono-système est-elle la réponse ?

Donné que les pièces imprimées en 3D ont souvent besoin de méthodes soustractives pour compléter le processus de fabrication, pourquoi ne pas combiner une imprimante 3D qui peut également effectuer du fraisage et de l'usinage ? Eh bien, Matsuura Machinery Corporation l'a fait avec l'introduction de sa série Lumex — une machine hybride qui combine le frittage laser avec le fraisage de finition de haute précision. Les technologies combinées permettent la production de pièces aux géométries complexes pour la fabrication de moules comme les canaux de refroidissement internes et les rainures profondes, avec une finition de surface et une précision prêtes pour la production, fournies par le fraisage de précision.

Matsuura affirme que les machines Lumex peuvent produire une pièce complexe comme celle illustrée en moitié du temps et à moitié du coût des méthodes traditionnelles, et le moule résultant produit des pièces plus rapidement et avec une qualité supérieure grâce au meilleur refroidissement du moule offert par les canaux de refroidissement internes dans le moule.

Est-ce l'avenir ?

Ce type de machine hybride est-il la vague du futur, ou, en raison des coûts et limitations de taille de pièce et d'outils, restera-t-il un système spécialisé utilisé seulement quand les processus de fabrication dicteront leurs besoins ? Il se peut que ce type de machine ne soit utilisé que pour la fabrication de précision haut de gamme où le coût de la machine est largement compensé par les avantages. Ou peut-être qu'une fois que les concepteurs seront conscients des possibilités, les conceptions changeront pour tirer parti d'une machine hybride, stimulant le besoin pour ce type de machine, faisant baisser leurs coûts.

Spatial sera là

Il est toujours difficile de prédire l'avenir — difficile de savoir si ces machines hybrides sont la vague du futur ou resteront un article de spécialité. Mais une chose est claire : les technologies de fabrication avancées nécessitent toutes des solutions de modélisation et visualisation 3D. Et Spatial sera là pour soutenir les OEM construisant des solutions autour de cette nouvelle classe de machine, qu'il s'agisse du CGM Core Modeler pour des représentations précises, CGM Polyhedra pour la modélisation hybride, et/ou HOOPS Visualize pour permettre l'interaction avec le modèle. Les SDK Spatial aideront à alimenter cet avenir.