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L'œil de l'expert
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Makersroom : L'innovation au "coeur" de la fabrication additive

Mardi 30 Octobre 2018  |  L'œil de l'expert
Makersroom : L'innovation au

Le premier axe du Programme d’Investissement d’Avenir (PIA) the plast to be, piloté par Allizé-Plasturgie, concerne le développement d’une offre industrielle innovante pour accompagner les entreprises dans la recherche de performance et de nouveaux positionnements marché. Dans ce cadre, un nouvel espace dédié à l’impression 3D va voir le jour au 1 Boulevard Edmond Michelet, Lyon 8ème.

Cette plateforme consacrée à la fabrication additive a pour objectif de devenir un centre d’expertise dans les technologies additives pour les polymères, en diversifiant et en mutualisant les moyens. Elle fait partie intégrante du service Matériautech d’Allizé-Plasturgie pour tous les projets en lien avec les technologies d’impression 3D polymère, avec un interlocuteur unique : Jocelyn Guimbaud.

Cette démarche a pour but de proposer une expertise globale sur les matériaux et les process utilisés en fabrication additive polymère. Une base de données d’échantillons démonstrateurs « GEM » des principales technologies a déjà été développée et viendra s’enrichir de nouvelles solutions matières et process. Ce centre d’expertise autour de la « fabrication additive » mettra à disposition des industriels, une quinzaine d’équipements couvrant l’ensemble des process de la fabrication additive.

Des experts métiers aideront les industriels sur ces nouveaux axes de compétences et les conseilleront sur les choix technologiques, tout en assurant la formation de leurs collaborateurs. De nombreux industriels, centre de recherches, fabricants de matières, plateformes technologiques, fabricants et distributeurs d’équipements dont ASIGA, ENVISIONTEC, F3DF, HP, KREOS, LEMANTEK, MARKFORGED, RAISE 3D STRATASYS, VISIATIV, VOLUMIC, XYZ,3D SYSTEMS, ont d’ores et déjà rejoint la plateforme.

Le large champ de compétences de cette plateforme abordera l’intégralité des étapes liées à la fabrication additive, de la conception, de l’optimisation et de la gestion des fichiers 3D, des problématiques matières et process, des post traitements, du contrôle et de l’analyse dimensionnelle des pièces jusqu’à la créativité que permet la fabrication additive.

La plateforme abordera tout aussi bien la réalisation de prototypes, de petites et de grandes séries que des empreintes polymères. Ce centre d’expertise aura pour mission d’organiser des journées de découverte des procédés de fabrication additive, des journées techniques avec des focus sur les matières et process, sur les solutions numériques ainsi que des webinaires sur des thématiques définies en collaboration avec nos futurs partenaires. La plateforme sera l’élément fédérateur entre les nombreux acteurs de la plasturgie et ceux de la 3D.

Cette dernière aura aussi pour mission d’assurer le lien entre les besoins des industriels et la mise en place de formations continues et initiales, du Bac Pro jusqu’au diplôme d’ingénieur.

De nombreux équipements seront accessibles au sein du nouveau siège social d’Allizé- plasturgie et dans les locaux du Lycée Arbez Carme, les technologies, les matériaux et les caractéristiques de chaque machine ont été orientés pour répondre au mieux aux attentes de nos industriels.

Récapitulatif des technologies et matériaux

Comme pour toutes les techniques d’impression, l’objet désiré doit être préalablement modélisé avant sa fabrication à l’aide d’un logiciel de CAO ou d’un scanner 3D puis exporté vers le logiciel de la machine, aussi appelé slicer, qui découpe alors le modèle 3D en une multitude d’images numériques, chacune d’entre elles correspondant à une couche de l’objet. Ce dernier viendra envoyer les instructions à l’imprimante 3D.

> Technologie : Lit de Poudre

SLS : L’impression se fait couche par couche, à partir de poudres fusionnées, grâce à la température générée par un laser CO2. Le procédé commence par la déposition d’une couche fine de poudre (de l’ordre de 0,1 mm). À chaque aller-retour, un premier piston se lève tandis qu’un second piston se baisse d’un cran égal à l’épaisseur de la couche. Deuxième étape, un rouleau passe sur la poudre et dépose une fine couche, celle-ci est balayée par le faisceau laser qui provoque la fusion puis la consolidation de la poudre. Les étapes sont répétées jusqu’à obtenir la pièce solide en 3D identique au fichier CAO d’origine.

MJF :

La Multi Jet Fusion est une technologie à base de poudre, mais n'utilise pas de lasers. Le lit poudre est chauffé uniformément au début. Un agent de fusion est déposé sélectivement sur le lit de poudre où les particules doivent être fondues et un agent de détails est projeté autour des contours pour améliorer la résolution des pièces. Tandis que les lampes chauffantes UV passent audessus de la surface du lit poudre, la chaleur est capturée par l’agent et réalise la fusion. Les étapes sont répétées jusqu’à obtenir la pièce solide en 3D identique au fichier CAO d’origine. L’ensemble de la couche est solidifié en une fois, seule la hauteur totale des pièces influence le temps de production. Les pièces produites nécessitent d’être nettoyées de la poudre avant que l’on puisse exploiter la pièce. Différentes solutions de post-traitement existent pour améliorer les états de surface ou pour colorer les pièces.

> Technologie : Polymérisation de Résine liquide
SLA :

Le faisceau laser balaie la surface de la résine liquide selon le modèle 3D numérique fourni à l’imprimante. Une fois la première couche de matériau solidifiée, la plate-forme descend d’un niveau, correspondant à l’épaisseur d’une couche d’im-pression, et une nouvelle section est alors solidifiée. Il y a autant de cycles d’impression que de couches nécessaires à l’obtention du volume complet de la pièce.

DLP :

Le fonctionnement est identique au SLA, le laser est remplacé par une LED et une micro-puce à miroir orientable. L’ensemble de la couche est solidifié en une seule étape, le temps de production est considérablement réduit. La hauteur maximale des pièces détermine le temps de production.

> Technologie : Dépôt de Fil Fondu
FDM :

Le filament est entrainé et fondu par l’extrudeur de l’imprimante 3D, celui-ci dépose le matériau de manière précise couche par couche sur le plateau. Puis la plateforme s’abaisse de la hauteur d’une couche et une nouvelle couche est déposée à son tour. C’est ainsi que l’objet 3D prend forme. La pièce est ensuite simplement détachée du plateau.

> Technologie : Polyjet
MJ :

Les têtes d’impression possèdent chacune plusieurs dizaines d’embouts qui projettent des microgouttelettes de matière sur une plateforme. A chaque projection, une lumière ultraviolette est alors émise et vient durcir la matière. Ces étapes sont répétées, couche par couche, jusqu’à obtention de la pièce, laquelle ne nécessite aucune étape de finition (cuisson, lissage, ou bien polissage…). Pour des géométries complexes, un matériau de support (un gel facile à enlever à la main ou à l’eau) est ajouté par une des têtes d’impression.

PB :

La technologie par liage de poudre (ou Powder Binding en anglais) est composée de deux réservoirs ainsi qu’une plateforme de fabrication.

Au début de l’impression, l’un des réservoirs est vide tandis que le deuxième inclut le matériau d’impression sous forme de poudre (du gypse pour les machines de Z Corp). L’impression de l’objet commence alors avec l’abaissement de la plateforme sur laquelle est répandue une première couche de poudre à l’aide d’un cylindre balayeur.

Cette poudre est dans un deuxième temps solidifiée à l’aide d’un liant et colorée selon les instructions transmises à l’ordinateur. Puis la plateforme continue de s’abaisser et une nouvelle couche de poudre est étalée et liée à son tour. C’est ainsi que l’objet prend forme couche par couche.

 

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