Les servomoteurs avancés propulsent la nouvelle génération d'impression 3D métal

La fusion de conceptions de servomoteurs de pointe, de robots hautement adaptables et d'une suite de technologies avancées propulse une nouvelle vague de méthodes de fabrication dans l'industrie moderne. Au cœur de cette évolution se trouvent les servomoteurs et les robots, qui redéfinissent la manière dont les prototypes, pièces et produits finis sont créés.

Deux approches complémentaires – la fabrication additive (FA) et la fabrication soustractive – sont devenues le socle de cette transformation. La FA, communément appelée impression 3D, utilise des données de conception numérique pour construire des objets solides tridimensionnels couche par couche de bas en haut, produisant souvent des pièces quasi-net-shape (NNS) avec zéro déchet.

Des industries telles que l'automobile, l'aérospatiale, l'énergie, le médical, le transport et les biens de consommation s'appuient de plus en plus sur la FA pour des conceptions de produits simples et complexes. En revanche, la fabrication soustractive retire de la matière d'un bloc solide en utilisant du découpage ou de l'usinage de haute précision pour créer un produit 3D.

Bien qu'elles diffèrent fondamentalement, les processus additifs et soustractifs sont rarement mutuellement exclusifs. Un prototype peut d'abord être produit par FA, puis affiné ou produit en série avec des techniques soustractives. Les flux de travail hybrides sont désormais courants dans les applications urgentes – réparation de pièces usées ou livraison de composants de qualité avec un délai minimal.

Pour l'impression 3D métal, la précision dimensionnelle et la finition de surface sont primordiales, c'est pourquoi les utilisateurs finaux favorisent de plus en plus les imprimantes 3D équipées de systèmes servo au lieu de moteurs pas-à-pas. Les servomoteurs offrent un contrôle de mouvement supérieur, éliminant l'ondulation de couple et les lignes en escalier qui peuvent gâcher la finition d'une pièce.

Le spécialiste du contrôle de mouvement YASKAWA a développé une gamme de servomoteurs qui inclut la série SIGMA‑7. Ces unités robustes intègrent des filtres de suppression de vibration, anti-résonance et en encoche pour offrir un mouvement ultra-fluide qui élimine les lignes d'escalier visuellement inesthétiques causées par l'ondulation de couple des moteurs pas-à-pas.

De plus, les dernières améliorations de vitesse permettent des vitesses d'impression jusqu'à 350 mm s⁻¹ – plus du double de la vitesse moyenne d'une imprimante à moteur pas-à-pas. Les systèmes rotatifs peuvent atteindre des vitesses de déplacement jusqu'à 1 500 mm s⁻¹, tandis que la technologie servo linéaire peut se déplacer à 5 m s⁻¹. Cette accélération rapide permet aux têtes d'impression de se stabiliser presque instantanément dans leurs positions cibles, éliminant le besoin de ralentir l'ensemble du système et permettant aux fabricants de produire plus de pièces par heure sans compromettre la qualité.

Les systèmes servo offrent également un réglage automatique piloté par l'utilisateur. Les opérateurs peuvent effectuer un réglage personnalisé pour s'adapter aux changements dans la mécanique de l'imprimante ou aux variations de processus – impossible avec les moteurs pas-à-pas, qui manquent de retour de position.

De plus, le retour d'encodeur absolu signifie que l'imprimante n'a besoin d'effectuer une routine de homing qu'une seule fois, augmentant le temps de fonctionnement et réduisant les coûts d'exploitation. Les systèmes à moteur pas-à-pas, en revanche, doivent être mis au point à chaque mise sous tension.