Fabrication additive expliquée : types, processus et applications

Qu'est-ce que la fabrication additive ?

La fabrication additive (FA), aussi connue sous le nom d'impression 3D, est une approche transformatrice de la production industrielle qui permet la création de pièces et systèmes plus légers et plus résistants. Comme son nom l'indique, la fabrication additive ajoute de la matière pour créer un objet.

La fabrication additive (FA) ou fabrication additive par couches (FAC) est le nom industriel de l'impression 3D, un processus piloté par ordinateur qui crée des objets tridimensionnels en déposant des matériaux, généralement par couches.

Selon GE Additive, c'est une autre avancée technologique rendue possible par la transition des processus analogiques vers numériques. Ces dernières décennies, les communications, l'imagerie, l'architecture et l'ingénierie ont traversé leurs propres révolutions numériques. Maintenant, la FA peut apporter la flexibilité et l'efficacité numériques à la fabrication.

La fabrication additive utilise un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ou des scanners d'objets 3D pour piloter le matériel afin que le matériau soit déposé couche par couche en formes géométriques précises. Comme son nom l'indique, la fabrication additive ajoute du matériau pour créer un objet. En revanche, lors de la création d'un objet par des moyens conventionnels, il est souvent nécessaire d'enlever de la matière par usinage, sculpture, fraisage, moulage, ou autre.

Bien que les termes « impression 3D » et « prototypage rapide » soient utilisés couramment pour discuter de la fabrication additive, chaque processus est en réalité un sous-ensemble de la fabrication additive.

Bien que la fabrication additive puisse sembler nouvelle pour beaucoup, elle existe en réalité depuis plusieurs décennies. Dans les bonnes applications, elle offre un trio parfait : performance améliorée, géométries complexes, et fabrication simplifiée. Il y a donc de nombreuses opportunités pour ceux qui s'engagent activement dans la fabrication additive.

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Qui a inventé la FA ?

Le premier équipement de production pour l'impression 3D a été développé par Hideo Kodama de l'Institut de Recherche Industrielle Municipal de Nagoya lorsqu'il a inventé deux méthodes additives de fabrication de modèles 3D.

Comment fonctionne la fabrication additive ?

Avec l'aide de la CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ou de scanners d'objets 3D, la fabrication additive permet la création d'objets aux formes géométriques précises. Ceux-ci sont construits couche par couche, contrairement à la fabrication traditionnelle qui nécessite souvent l'usinage ou d'autres techniques pour enlever l'excès de matière.

L'impression 3D, le prototypage rapide et la fabrication additive sont des termes utilisés pour décrire globalement les mêmes processus. Des structures et composants complexes sont créés par superposition de matériaux construits étape par étape.

Cette technologie, qui existe depuis plus de trois décennies, n'a gagné en popularité que récemment et n'est plus seulement un moyen de faire un prototype imprimé 3D, mais offre des composants entièrement fonctionnels. Les possibilités sont quasi illimitées car l'industrie de l'impression 3D dessert des secteurs de l'industrie lourde à la médecine qui veulent profiter des technologies de précision offertes.

Bien que la fabrication additive offre de nouvelles opportunités en science, le concept et son fonctionnement sont surprenamment simples.

Technologies de fabrication additive

1. Frittage

Lors du frittage, la chaleur est utilisée pour créer une masse solide sans la liquéfier. Le frittage est similaire à la photocopie 2D traditionnelle, où le toner est sélectivement fondu pour créer une image sur papier.

2. Frittage sélectif par laser direct de métal (DMLS)

Dans le DMLS, un laser fritte chaque couche de poudre métallique pour que les particules métalliques adhèrent entre elles. Les machines DMLS produisent des objets haute résolution avec des caractéristiques de surface désirables et les propriétés mécaniques requises. Avec le SLS, un laser fritte des poudres thermoplastiques pour faire adhérer les particules entre elles.

3. Fusion laser directe de métal (DMLM) et fusion par faisceau d'électrons (EBM)

En revanche, dans les processus DMLM et EBM, les matériaux sont complètement fondus. Avec le DMLM, un laser fond complètement chaque couche de poudre métallique, tandis que l'EBM utilise des faisceaux d'électrons de haute puissance pour fondre la poudre métallique. Les deux technologies sont idéales pour créer des objets denses, non poreux.

4. Stéréolithographie (SLA)

La stéréolithographie (SLA) utilise la photopolymérisation pour imprimer des objets en céramique. Le processus utilise un laser UV qui est sélectivement brûlé dans un conteneur fait de résine photopolymère. Les résines durcissables aux UV produisent des pièces résistantes au couple qui peuvent supporter des températures extrêmes.

Combien de temps prend le processus ?

Le temps d'impression dépend de plusieurs facteurs, dont la taille de la pièce et les réglages utilisés pour l'impression. La qualité de la pièce finie est aussi importante pour déterminer le temps d'impression, les articles de haute qualité prenant plus de temps à produire.

La FA peut durer de quelques minutes à plusieurs heures ou jours – la vitesse, la résolution et le volume de matériau sont des facteurs importants ici.

Matériaux de fabrication additive

Il est possible d'utiliser de nombreux matériaux différents pour créer des objets imprimés en 3D. La technologie FA fabrique des pièces de réacteur à partir d'alliages métalliques avancés et aussi des friandises au chocolat et d'autres aliments.

• Thermoplastiques : Les polymères thermoplastiques restent la classe de matériaux la plus populaire pour la fabrication additive. L'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), l'acide polylactique (PLA) et le polycarbonate (PC) offrent chacun des avantages différents selon les applications. L'alcool polyvinylique (PVA) hydrosoluble est généralement utilisé pour créer des structures de support temporaires qui sont dissoutes ensuite.
• Métaux : De nombreux métaux et alliages métalliques sont utilisés en fabrication additive, des métaux précieux comme l'or et l'argent aux métaux stratégiques comme l'acier inoxydable et le titane.
• Céramiques : Une variété de céramiques ont aussi été utilisées, dont la zircone, l'alumine et le phosphate tricalcique. En outre, de la poudre de verre et de l'adhésif sont cuits alternativement ensemble pour créer de toutes nouvelles classes de produits en verre.
• Biochimiques : Les applications biomédicales incluent l'utilisation de matériaux durcis faits de silicium, phosphate de calcium et zinc pour soutenir les structures osseuses lors de la croissance osseuse. Les chercheurs étudient aussi l'utilisation de bio-encres à base de cellules souches pour former tout, des vaisseaux sanguins aux vésicules et au-delà.

Types de procédés de fabrication additive

Il existe un certain nombre de procédés FA distincts avec leurs propres normes, notamment :

• Jet de liant (Binder Jetting)
• Dépôt d'énergie dirigé (Directed Energy Deposition)
• Extrusion de matériau (Material Extrusion)
• Fusion sur lit de poudre (Powder Bed Fusion)
• Stratification de feuilles (Sheet Lamination)
• Polymérisation en cuve (Vat Polymerisation)
• Jet de matériau (Material Jetting)

1. Jet de liant (Binder Jetting)

Le processus de jet de liant utilise deux matériaux : un matériau à base de poudre et un liant. Le liant agit comme adhésif entre les couches de poudre. Le liant est généralement sous forme liquide et le matériau de construction sous forme de poudre.

Une tête d'impression se déplace horizontalement le long des axes x et y de la machine et dépose alternativement des couches du matériau de construction et du matériau liant. Après chaque niveau, l'objet à imprimer est abaissé sur sa plateforme de construction.

En raison de la méthode de liaison, les propriétés matériaux ne sont pas toujours adaptées aux composants, et malgré la vitesse d'impression relative, un post-traitement additionnel peut prolonger significativement le processus global.

Comme pour les autres procédés de fabrication à base de poudre, l'objet à imprimer est auto-supporté dans le lit de poudre et est retiré de la poudre non liée après achèvement.

Source image : https://www.additively.com/en/learn-about/binder-jetting

Jet de liant – Étapes

• Le matériau en poudre est étalé sur la plateforme de construction à l'aide d'un rouleau.
• La tête d'impression dépose l'adhésif liant sur la poudre là où requis.
• La plateforme de construction est abaissée de l'épaisseur de couche du modèle.
• Une autre couche de poudre est étalée sur la précédente. L'objet se forme là où la poudre est liée au liquide.
• La poudre non liée reste en place autour de l'objet.
• Le processus se répète jusqu'à ce que l'objet entier soit fabriqué.

2. Dépôt d'énergie dirigé (Directed Energy Deposition) / Fusion par faisceau d'électrons (EBM)

Le dépôt d'énergie dirigé (DED) couvre plusieurs termes : « mise en forme laser nette, fabrication par lumière dirigée, dépôt direct de métal, revêtement laser 3D ». C'est un processus d'impression plus complexe, couramment utilisé pour réparer ou ajouter du matériau à des composants existants.

Une machine DED typique consiste en une buse montée sur un bras multi-axes qui dépose du matériau fondu sur la surface spécifiée où il se solidifie. Le processus est similaire en principe à l'extrusion de matériau, mais la buse peut se déplacer dans plusieurs directions et n'est pas attachée à un axe spécifique.

Le matériau, qui peut être déposé sous n'importe quel angle grâce aux machines 4 et 5 axes, est fondu pendant le dépôt au laser ou au faisceau d'électrons. La méthode peut être utilisée avec des polymères et céramiques mais est généralement utilisée avec des métaux sous forme de poudre ou fil. Applications typiques : réparation et maintenance de pièces structurelles.

Dépôt d'énergie dirigé – Étapes

• Bras 4 ou 5 axes avec buse se déplace autour d'un objet fixe.
• Le matériau est déposé de la buse sur les surfaces existantes de l'objet.
• Le matériau est fourni sous forme de fil ou poudre.
• Le matériau est fondu au laser, faisceau d'électrons, ou arc plasma lors du dépôt.
• Du matériau supplémentaire est ajouté couche par couche et se solidifie, créant ou réparant de nouvelles caractéristiques sur l'objet existant.

3. Extrusion de matériau

La modélisation par dépôt fondu (FDM) est un processus d'extrusion de matériau courant, marque déposée de Stratasys. Le matériau est tiré à travers une buse où il est chauffé puis déposé couche par couche. La buse peut se déplacer horizontalement et une plateforme se déplace verticalement haut et bas après chaque nouvelle couche déposée. C'est une technique courante sur de nombreuses imprimantes 3D domestiques et de loisir à bas coût.

Le processus a de nombreux facteurs affectant la qualité du modèle final, mais il a un grand potentiel et une grande faisabilité quand ces facteurs sont contrôlés avec succès. Bien que le FDM soit similaire à tous les autres processus d'impression 3D en ce qu'il construit couche par couche, il diffère en ce que le matériau est ajouté par une buse sous pression constante et en flux continu.

Cette pression doit être maintenue constante et à vitesse constante pour des résultats précis. Les couches de matériau peuvent être liées par contrôle de température ou par des moyens chimiques. Le matériau est souvent ajouté à la machine en forme de bobine comme montré dans le diagramme.

Source image : https://www.additively.com/en/learn-about/fused-deposition-modeling

Extrusion de matériau – Étapes

• Première couche construite quand la buse dépose le matériau là où requis sur la section transversale de la première tranche d'objet.
• Les couches suivantes sont ajoutées sur les couches précédentes.
• Les couches sont fusionnées lors du dépôt car le matériau est en état fondu.

4. Fusion sur lit de poudre

Le processus de fusion sur lit de poudre inclut les techniques d'impression couramment utilisées : Frittage laser direct de métal (DMLS), Fusion par faisceau d'électrons (EBM), Frittage sélectif par chaleur (SHS), Fusion sélective par laser (SLM), et Frittage sélectif par laser (SLS).

Les processus de fusion sur lit de poudre (PBF) utilisent soit un laser, soit un faisceau d'électrons pour fondre des matériaux en poudre et les fusionner. Les processus de fusion par faisceau d'électrons (EBM) nécessitent un vide mais peuvent être utilisés avec des métaux et alliages pour faire des pièces fonctionnelles. Dans tous les processus PBF, le matériau en poudre est distribué sur les couches précédentes.

Il existe plusieurs mécanismes pour y parvenir, incluant un rouleau ou une lame. Un entonnoir ou réservoir sous le lit assure l'approvisionnement en matériau frais. Le frittage laser direct de métal (DMLS) est le même que le SLS, mais utilise des métaux, pas des plastiques.

Le processus fritte la poudre couche par couche. Le frittage sélectif par chaleur diffère des autres méthodes en ce qu'il utilise une tête d'impression thermique chauffée pour fondre la poudre. Comme avant, des couches sont ajoutées avec un rouleau entre les couches de fusion. Une plateforme abaisse le modèle en conséquence.

Fusion sur lit de poudre – Étapes

• Une couche, typiquement 0,1 mm d'épaisseur, de matériau est étalée sur la plateforme de construction.
• Un laser fusionne la première couche ou première section transversale du modèle.
• Une nouvelle couche de poudre est étalée sur la précédente à l'aide d'un rouleau.
• D'autres couches ou sections transversales sont fusionnées et ajoutées.
• Le processus se répète jusqu'à la création du modèle entier. La poudre libre, non fusionnée, reste en place mais est retirée pendant le post-traitement.

5. Stratification de feuilles

Les procédés de stratification de feuilles incluent la fabrication d'additifs ultrasoniques (UAM) et la fabrication d'objets stratifiés (LOM). Dans la fabrication d'additifs ultrasoniques, des feuilles ou bandes de métal sont utilisées, reliées entre elles par soudage ultrasonique.

Le processus nécessite un usinage CNC additionnel et l'enlèvement du métal non lié, souvent pendant le processus de soudage. La fabrication d'objets stratifiés (LOM) utilise une approche similaire couche par couche mais utilise du papier comme matériau et de l'adhésif au lieu du soudage. Le processus LOM utilise une méthode de hachurage pendant l'impression pour un retrait facile après création.

Les objets stratifiés sont souvent utilisés pour des modèles esthétiques et visuels et ne conviennent pas aux usages structurels. L'UAM utilise des métaux incluant aluminium, cuivre, acier inoxydable et titane. Le processus a une basse température et permet la création de géométries internes. Il peut combiner différents matériaux et nécessite relativement peu d'énergie car le métal n'est pas fondu.

Stratification de feuilles – Étapes

• Le matériau est positionné sur le lit de coupe.
• Le matériau est lié en place, sur la couche précédente, à l'aide de l'adhésif.
• La forme requise est ensuite découpée de la couche, au laser ou au couteau.
• La couche suivante est ajoutée.
• Les étapes deux et trois peuvent être inversées et alternativement, le matériau peut être découpé avant d'être positionné et lié.

6. Polymérisation en cuve

En polymérisation en cuve, une cuve de résine photopolymère liquide est utilisée, à partir de laquelle le modèle est construit couche par couche. La lumière ultraviolette (UV) est utilisée pour durcir ou solidifier la résine selon les besoins, tandis qu'une plateforme déplace l'objet fabriqué vers le bas à mesure que chaque nouvelle couche durcit.

Comme le processus utilise du liquide pour former des objets, il n'y a pas de support structurel du matériau pendant la phase de construction. Contrairement aux procédés à base de poudre où le support est fourni par le matériau non lié. Ici, il est souvent nécessaire d'ajouter des structures de support.

Les résines sont durcies par un processus de photopolymérisation ou lumière UV, où la lumière est dirigée à travers la surface de la résine à l'aide de miroirs motorisés. Quand la résine entre en contact avec la lumière, elle durcit.

Photopolymérisation – Étapes

• La plateforme de construction est abaissée du haut de la cuve de résine vers le bas de l'épaisseur de couche.
• Une lumière UV durcit la résine couche par couche. La plateforme continue de descendre et des couches additionnelles sont construites sur les précédentes.
• Certaines machines utilisent une lame qui se déplace entre les couches pour fournir une base de résine lisse sur laquelle construire la couche suivante.
• Après achèvement, la cuve est vidée de la résine et l'objet retiré.

7. Jet de matériau

Le jet de matériau crée des objets de manière similaire à une imprimante jet d'encre bidimensionnelle. Le matériau est injecté sur une plateforme de construction en utilisant soit une approche continue, soit une approche goutte à la demande (DOD).

Le matériau est pulvérisé sur la surface ou la plateforme, où il se solidifie et le modèle est construit couche par couche. Le matériau est déposé d'une buse qui se déplace horizontalement sur la plateforme de construction. Les machines diffèrent par leur complexité et leurs méthodes de contrôle du dépôt de matériau. Les couches de matériau sont ensuite durcies ou solidifiées à l'aide de lumière ultraviolette (UV).

Comme le matériau doit être déposé en gouttes, le nombre de matériaux disponibles est limité. Les polymères et cires sont des matériaux adaptés et largement utilisés en raison de leur nature visqueuse et capacité à former des gouttes.

Jet de matériau – Étapes

• La tête d'impression est positionnée au-dessus de la plateforme de construction.
• Des gouttelettes de matériau sont déposées de la tête d'impression sur la surface là où requis, par méthode thermique ou piézoélectrique.
• Les gouttelettes se solidifient et forment la première couche.
• D'autres couches sont construites comme avant sur les précédentes.
• Les couches sont laissées à refroidir et durcir ou sont durcies par lumière UV. Le post-traitement inclut le retrait du matériau de support.

Avantages de la fabrication additive

• Le coût d'entrée continue de baisser
• Économie sur le gaspillage de matériau et l'énergie
• Le prototypage coûte beaucoup moins cher
• Les petites séries de production sont souvent plus rapides et moins chères
• Moins de stock sur place nécessaire
• Plus facile de recréer et optimiser des pièces existantes
• Amélioration de la fiabilité des pièces
• Consolidation d'un assemblage en pièces uniques
• Support unique des méthodes de design pilotées par IA
• Support unique des structures en treillis

Applications de la fabrication additive

Aérospatial

La FA excelle dans la fabrication de pièces avec des designs géométriques complexes et économes en poids. C'est donc souvent la solution parfaite pour fabriquer des pièces aérospatiales légères et résistantes.

En août 2013, la NASA a testé avec succès un injecteur de fusée imprimé en SLM lors d'un test à feu générant 20 000 livres de poussée. En 2015, la FAA a approuvé la première pièce imprimée 3D pour un moteur commercial. Le moteur LEAP de CFM a 19 buses à carburant imprimées 3D. Selon Aviation Week, des pièces structurelles Boeing 787 certifiées FAA en fil de titane ont été exposées au Salon du Bourget 2017.

Automobile

CNN a rapporté que l'équipe de course McLaren utilise des pièces imprimées 3D dans ses voitures de Formule 1. Le remplacement d'un aileron arrière a pris environ 10 jours au lieu de cinq semaines. L'équipe a déjà produit plus de 50 pièces différentes par fabrication additive.

Dans l'industrie auto, le potentiel de prototypage rapide de la FA suscite un intérêt sérieux car des pièces de production apparaissent. Par exemple, des alliages d'aluminium produisent des tuyaux d'échappement et pièces de pompe, et des polymères produisent des pare-chocs.

Santé

À l'École de Médecine de l'Université de New York, une étude clinique avec 300 patients évalue l'efficacité de modèles de cancer du rein personnalisés et multicolores par fabrication additive. L'étudie examine si ces modèles aident efficacement les chirurgiens dans les évaluations préopératoires et le guidage pendant la chirurgie.

Le fabricant mondial de dispositifs médicaux Stryker finance un projet de recherche en Australie pour utiliser la technologie de fabrication additive pour créer des implants chirurgicaux imprimés 3D personnalisés, à la demande, pour patients atteints de cancer osseux.

En général, les applications santé pour la fabrication additive croissent, surtout quand la sécurité et l'efficacité des dispositifs médicaux FA sont démontrées. La production d'organes synthétiques uniques est aussi prometteuse.

Développement de produits

À mesure que le potentiel de flexibilité de design de la FA se réalise, des concepts de design autrefois impossibles sont maintenant réimaginés avec succès. La fabrication additive libère le potentiel créatif des concepteurs qui peuvent maintenant opérer libres des contraintes qui les limitaient autrefois.

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• Article connexe : Qu'est-ce que le prototypage rapide ?

FAQ

Qu'est-ce que la fabrication additive ?

La fabrication additive (FA), aussi connue sous le nom d'impression 3D, est une approche transformatrice de la production industrielle permettant la création de pièces et systèmes plus légers et plus résistants. Comme son nom l'indique, la fabrication additive ajoute du matériau pour créer un objet.

Qu'est-ce que le processus de fabrication additive ?

La fabrication additive est un processus d'impression 3D spécifique. Ce processus construit les pièces couche par couche en déposant du matériau selon des données de design 3D numériques. Par exemple, au lieu de fraiser une pièce à partir d'un bloc solide, la fabrication additive construit la pièce couche par couche à partir de matériau fourni sous forme de poudre fine.

Quels sont les types de fabrication additive ?

Types de fabrication additive :

1. Jet de liant (Binder jetting).
2. Dépôt d'énergie dirigé (Directed Energy Deposition).
3. Fusion sur lit de poudre (Powder Bed Fusion).
4. Stratification de feuilles (Sheet Lamination).
5. Extrusion de matériau (Material Extrusion).
6. Jet de matériau (Material Jetting).
7. Photopolymérisation en cuve (Vat Photo Polymerization).

Que signifie fabrication additive ?

La fabrication additive est le processus de création d'un objet en le construisant une couche à la fois. C'est l'opposé de la fabrication soustractive, où un objet est créé en enlevant de la matière d'un bloc solide jusqu'au produit final.

Quels produits sont faits par fabrication additive ?

Applications courantes : gaines de systèmes de contrôle environnemental (ECS), composants intérieurs d'avion cosmétiques personnalisés, composants de moteurs de fusée, doublures de chambre de combustion, outillage pour composites, réservoirs d'huile et carburant, composants UAV. L'impression 3D livre des pièces complexes, consolidées, à haute résistance.

Pourquoi l'appelle-t-on fabrication additive ?

Cela diffère des autres formes traditionnelles de création ou forgeage de produits, où la matière est découpée ou enlevée d'un sujet plus grand pour obtenir le produit final. Pour répondre simplement : parce que le processus de construction ajoute au lieu de soustraire la matière première.

La fabrication additive est-elle la même chose que l'impression 3D ?

Entre les termes impression 3D et fabrication additive, il n'y a pas de différence. Ce sont des synonymes pour le même processus. Les deux font référence au processus de construction de pièces en joignant du matériau couche par couche à partir d'un fichier CAO.

Que signifie stéréolithographie ?

La stéréolithographie (SLA) est un processus de fabrication additive qui construit des prototypes solides, motifs et produits à partir de dessins CAO. La SLA permet la construction de prototypes plastiques solides tissés à partir d'un canon laser piloté par CAO.

Quels sont les avantages de la fabrication additive ?

Avantages de la fabrication additive :

• Le coût d'entrée continue de baisser.
• Économie sur le gaspillage de matériau et l'énergie.
• Le prototypage coûte beaucoup moins cher.
• Les petites séries sont souvent plus rapides et moins chères.
• Moins de stock sur place nécessaire.
• Plus facile de recréer et optimiser des pièces existantes.

Le soudage est-il de la fabrication additive ?

L'application du soudage en fabrication additive (FA) pour la fabrication de composants métalliques est l'un des domaines de recherche et développement à la croissance la plus rapide. Les sources d'énergie comme laser, faisceau d'électrons et soudage à l'arc sont utilisées pour fondre et déposer la matière première en poudre ou fil.

Quel est un inconvénient de la fabrication additive ?

Inconvénients – Coût de production élevé – Avec d'autres techniques que la fabrication additive, les pièces peuvent être faites plus vite, et le temps supplémentaire peut mener à des coûts plus élevés. De plus, les machines de fabrication additive de haute qualité peuvent coûter cher.

Qui a inventé la fabrication additive ?

Chuck Hull est cofondateur, vice-président exécutif et directeur technique de 3D Systems. Il est l'un des inventeurs de l'imprimante 3D SLA, la première technologie de prototypage rapide commerciale, et du format de fichier STL largement utilisé.

À quelles tâches les technologies additives sont-elles utilisées ?

• Aérospatial. L'industrie aérospatiale est un secteur pionnier pour la fabrication additive et trace la voie vers la production en série.
• Militaire et Défense.
• Médical.
• Fabrication industrielle.
• Automobile
• Espace.

Quelle est la différence entre fabrication additive et prototypage rapide ?

Le prototypage rapide signifie produire un prototype rapidement. La fabrication additive désigne tout processus de fabrication qui fabrique des produits en ajoutant progressivement des matériaux.

Quelle est la différence entre fabrication générative et fabrication additive ?

Bien que le design génératif soit assez sophistiqué pour fonctionner avec les méthodes traditionnelles, la fabrication additive offre le plus de liberté à la technologie. Un exemple de pièce créée via design génératif. Le système a optimisé les deux designs à gauche pour fraisage 3 axes et aluminium coulé.

Quelle est l'histoire de la fabrication additive ?

La fabrication additive a émergé en 1987 avec la stéréolithographie (SL) de 3D Systems, un processus qui solidifie de fines couches de polymère liquide sensible aux UV à l'aide d'un laser. Le SLA-1, le premier système FA commercialement disponible au monde, a été le précurseur de la once populaire machine SLA 250.

Pourquoi l'impression 3D a-t-elle été inventée ?

L'idée est venue à Crump en 1988 alors qu'il essayait de faire une grenouille jouet pour sa fille en distribuant de la cire de bougie par un pistolet à colle. En 1989, Crump a breveté la technologie et avec sa femme a cofondé Stratasys Ltd. pour fabriquer et vendre des machines d'impression 3D pour prototypage rapide ou fabrication commerciale.

Quel liquide est utilisé en stéréolithographie ?

La stéréolithographie (ou SLA) est l'une des plus anciennes techniques d'impression 3D développées. Ce processus de fabrication additive imprime en 3D du matériau résine, utilisant un processus photochimique. Ce processus d'impression 3D SLA utilise une cuve de résine photopolymère liquide qui peut être durcie.

Qui a inventé la machine d'impression 3D ?

Charles Hull est l'inventeur de la stéréolithographie, la première technologie de prototypage rapide commerciale communément appelée impression 3D. Les premières applications étaient en laboratoires R&D et salles d'outillage, mais aujourd'hui les applications d'impression 3D sont apparemment infinies.

La fabrication additive est-elle l'avenir ?

En 2021, le progrès continuera, avec des entreprises logicielles grandes et petites se concentrant sur des solutions logicielles pour répondre aux exigences des technologies additives. Cette évolution alimentera la prochaine génération d'outils logiciels qui feront avancer la FA vers l'industrialisation.

La fabrication additive est-elle chère ?

Selon le processus et le design du composant, les coûts variables pour la production additive peuvent être cinq à cinquante fois plus élevés que pour la production conventionnelle, par exemple dans le traitement des polymères et métaux.

Qu'est-ce que la fabrication additive GE ?

GE Additive fournit maintenant machines, matériaux et expertise en conception d'ingénierie, en partenariat avec les clients pour les aider à introduire l'additif dans leurs activités. Les machines Concept Laser et Arcam soutiennent déjà des clients dans l'aérospatial, médical, dentaire et joaillerie.

Qu'est-ce que le soudage additif ?

La fabrication additive par arc fil est un processus combinant le soudage MIG automatisé ou le soudage laser fil chaud avec le dépôt direct d'impression 3D.

Quelle est la différence entre fabrication additive et soustractive ?

Les processus de fabrication additive construisent les objets en ajoutant du matériau couche par couche, tandis que la fabrication soustractive enlève de la matière pour créer des pièces.

La fabrication additive est-elle en croissance ?

Croissance projetée du marché mondial de la fabrication additive 2020-2026. Entre 2020 et 2023, le marché mondial devrait croître d'environ 17 % par an. Bien que le marché des matériaux d'impression 3D soit actuellement dominé par les plastiques, les matériaux métalliques devraient stimuler la croissance.

Quelle est la durabilité de la fabrication additive ?

En tant que processus en soi, la fabrication additive représente déjà un moyen de production plus durable. Cela est particulièrement évident car l'impression 3D élimine l'utilisation de matière excédentaire et donc le gaspillage inutile virtuellement dès le départ.

Quel est le principal défi pour la fabrication additive ?

Le défi est d'identifier les designs de pièces et assemblées déterminés par la technologie de fabrication actuelle et de considérer si la FA peut améliorer la performance. Comme la FA permet de créer des géométries non faisables avec les méthodes conventionnelles, la liberté de design augmente.

Qu'est-ce que la fabrication additive simplement ?

La fabrication additive (FA) ou fabrication additive par couches (FAC) est le nom de production industrielle pour l'impression 3D, un processus piloté par ordinateur qui crée des objets tridimensionnels en déposant des matériaux, généralement en couches.

Pourquoi la fabrication additive a-t-elle été introduite ?

La fabrication additive métallique, ou impression 3D, offre la possibilité de produire des pièces complexes sans les contraintes de design des voies de fabrication traditionnelles.