Qu'est-ce que la fabrication additive ?

Description du projet

La fabrication additive est une approche moderne de la production. Elle permet de construire des objets couche par couche à l'aide de dessins assistés par ordinateur. Ce processus n'est pas nouveau, mais son utilisation s'est développée au cours des vingt dernières années. De nombreuses entreprises utilisent cette méthode pour fabriquer des pièces dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, des soins de santé et des produits de consommation. Cette méthode permet une production rapide de pièces personnalisées avec moins de déchets.

Dans cet article, nous verrons comment fonctionne la fabrication additive, quels sont ses avantages et en quoi elle diffère des autres méthodes.

Pourquoi parle-t-on de fabrication additive ?

Le nom vient de la façon dont les pièces sont assemblées, une couche à la fois. Au lieu de découper ou de percer un bloc de matériau, le processus ajoute de petites pièces de matériau jusqu'à ce que la pièce finale soit complète. Dans de nombreuses méthodes de production standard, la matière est retirée d'une pièce plus grande. Dans la fabrication additive, la matière n'est ajoutée que là où elle est nécessaire.

Cette approche permet de réduire les déchets et d'obtenir des pièces aux formes complexes. La méthode est utile lorsqu'une géométrie ou des structures internes inhabituelles sont nécessaires. Par exemple, les structures légères avec des supports internes en treillis sont désormais possibles grâce à cette technique.

Fabrication additive et impression tridimensionnelle

L'impression tridimensionnelle est un terme populaire pour désigner la fabrication additive. Les deux termes renvoient à la même idée : construire un objet couche par couche. Ces dernières années, l'impression tridimensionnelle est passée d'un usage amateur à un usage professionnel. La création d'implants médicaux personnalisés est un cas courant. Les ingénieurs impriment des pièces qui s'adaptent parfaitement à l'anatomie du patient. La même idée est utilisée dans la production automobile. Des prototypes de composants automobiles sont construits rapidement et testés avant la production en série. Le côté convivial de cette technologie se retrouve dans l'utilisation domestique, où de petites pièces et des objets d'art sont imprimés à l'aide d'imprimantes tridimensionnelles simples.

Fabrication additive et fabrication conventionnelle

lLes méthodes de fabrication traditionnellesreposent souvent sur des processus soustractifs. Dans ces procédés, les pièces sont sculptées ou fraisées à partir d'un bloc plus grand. Cette approche traditionnelle peut gaspiller beaucoup de matière première. La fabrication additive construit l'objet final en ajoutant de la matière uniquement là où c'est nécessaire. La précision et l'efficacité des matériaux sont des avantages considérables.

lLes méthodes traditionnellesnécessitent plusieurs étapes et outils. En revanche, la fabrication additive utilise une seule machine pour fabriquer un objet couche par couche. Le délai entre la conception et la pièce finie peut être court.

l De nombreusespetites entreprises utilisent désormais la fabrication additive. Elles peuvent concevoir et imprimer une pièce dans leur atelier et la tester immédiatement.

Dans la pratique, les deux méthodes ont leur place. Pour les produits de grand volume et de forme uniforme, les méthodes conventionnelles peuvent être rentables. Pour les pièces personnalisées ou complexes, c'est la fabrication additive qui l'emporte.

Matériaux de fabrication additive

l Unelarge gamme de matériaux est utilisée dans la fabrication additive.

lLes plastiquessont courants. Ils sont légers et faciles à travailler. Les plastiques sont très utiles pour la construction de prototypes. Les métaux sont également devenus populaires.

l Dans lessecteurs de l'aérospatiale et de l'automobile, des métauxcomme le titane et l'acier sont souvent utilisés. L'industrie aéronautique en est un exemple typique : des pièces métalliques légères mais résistantes sont imprimées.

l Lescéramiques constituent un autre groupe de matériaux aujourd'hui utilisés dans des contextes spécialisés. Elles sont utilisées lorsqu'une résistance élevée à la chaleur est nécessaire. Même les biomatériaux trouvent leur place dans la fabrication additive. Certains chercheurs médicaux utilisent des biomatériaux pour imprimer des échafaudages tissulaires.

Chaque matériau possède ses propres propriétés. Par exemple, les métaux nécessitent souvent des températures élevées pour fusionner. Les plastiques, quant à eux, fondent généralement à des températures plus basses. Ces différences nécessitent des machines spéciales et un contrôle minutieux pendant le processus.

Pour en savoir plus : Fabrication additive et fabrication traditionnelle

Types de procédés de fabrication additive

Il existe plusieurs types de procédés de fabrication additive, chacun ayant ses propres atouts et applications. Ces procédés sont les suivants

• La modélisation par dépôt de matière fondue (FDM) : Il s'agit de l'une des méthodes les plus populaires, qui implique l'extrusion d'un filament thermoplastique à travers une buse chauffée. Elle est couramment utilisée pour le prototypage et la production de pièces à faible coût.
• Le frittage sélectif par laser (SLS) : Dans ce procédé, un laser est utilisé pour fritter des matériaux en poudre, généralement des plastiques ou des métaux, afin de créer une structure solide. Le SLS est idéal pour créer des pièces complexes et durables.
• Stéréolithographie (SLA): La SLA utilise un laser pour durcir une résine liquide, la solidifiant couche par couche. Ce procédé est connu pour sa grande précision et est souvent utilisé dans les industries dentaires et de la bijouterie.
• Le frittage direct de métaux par laser (DMLS) : Cette méthode utilise un laser de forte puissance pour fusionner des poudres métalliques en pièces solides. Elle est couramment utilisée dans les industries qui ont besoin de pièces métalliques très résistantes.
• Jet de liant: Dans ce procédé, un liant liquide est déposé de manière sélective sur un matériau en poudre, qui est ensuite chauffé pour former une pièce solide. Il est utilisé pour les métaux, le sable et les céramiques.

Conclusion

La fabrication additive a remodelé la façon dont les pièces sont construites. Le nom vient de l'approche de construction couche par couche utilisée dans le processus. De nombreuses industries utilisent désormais cette technologie pour gagner du temps et réduire les coûts. Les matériaux utilisés vont des simples plastiques aux métaux et céramiques de haute qualité. Chaque procédé, qu'il s'agisse de la modélisation par dépôt fondu, du frittage sélectif par laser ou d'autres procédés, répond à des besoins spécifiques. Le domaine ne cesse de se développer.

Questions fréquemment posées

F : Qu'est-ce que la fabrication additive ?
Q : Il s'agit d'un processus qui permet de construire des objets couche par couche sur la base de dessins informatiques.

F : La fabrication additive peut-elle utiliser du métal ?
Q : Oui, des métaux comme le titane et l'acier sont souvent imprimés avec ces procédés.

F : En quoi les pièces fabriquées par fabrication additive diffèrent-elles des pièces traditionnelles ?
Q : Elles utilisent un placement précis des matériaux, ce qui réduit les déchets et permet d'obtenir des formes complexes.