Qu'est-ce que la fabrication additive : types, technologies, processus

À mesure que la technologie progresse, notre façon de fonctionner évolue également. Nous développons de nouvelles façons et techniques pour effectuer diverses tâches. C’est même le cas dans le monde de l’industrie manufacturière, où la fabrication additive est désormais devenue beaucoup plus importante.

La fabrication additive a été développée pour la première fois dans les années 1980, mais est depuis devenue beaucoup plus avancée et plus facile à mettre en œuvre. Examinons de plus près ce qu'est la fabrication additive et quelle valeur elle peut devenir.

Qu’est-ce que la fabrication additive ?

La première question de beaucoup de gens est probablement : « Qu’est-ce que la fabrication additive ? »

Essentiellement, la fabrication additive consiste à créer un produit ou un objet en ajoutant une couche à la fois jusqu'à la fin.

C'est l'opposé de la fabrication soustractive, qui consiste à déchiqueter ou à découper une grande partie de la matière première jusqu'à ce que l'objet souhaité soit atteint.

Comme mentionné ci-dessus, la fabrication additive a été utilisée pour la première fois dans les années 1980. A cette époque, on l'utilisait davantage pour créer prototypes de produits rapidement. Cependant, ces prototypes étaient loin d'être fonctionnels. Ils devaient simplement montrer à quoi ressemblerait une version à l'échelle du produit. La machine particulière qui a été inventée pour fabriquer ces prototypes a été la première 3-D imprimante.

Depuis, les technologies de fabrication additive n’ont fait que s’améliorer, et constituent désormais une méthode efficace utilisée par de grandes entreprises comme Boeing et General Electric. De plus, 3-D les imprimantes sont devenues beaucoup plus avancées et accessibles à pratiquement tout le monde.

Types de fabrication additive

Même si cela semble être tout 3-D l'impression est la même, c'est loin d'être le cas. En fait, il existe sept types différents de fabrication additive.

Lamination des feuilles

Stratification de feuille est également appelée fabrication d'objets laminés (LOM). Ce processus de fabrication additive consiste à assembler des feuilles de matériau pour produire un 3-D objet.

Le laminage des feuilles commence par la pose d'une feuille de matériau tel que du papier et un adhésif est ensuite enroulé dessus. Après quoi, une autre feuille sera posée sur l’autre, les reliant ensemble.

Une fois la hauteur ou la densité souhaitée des feuilles atteinte, un couteau ou guidé par ordinateur le laser est utilisé pour couper l’excédent de matériau. Il existe également un type de laminage de feuilles appelé fabrication additive par ultrasons qui utilise le soudage par ultrasons pour lier les couches entre elles.

Extrusion de matériaux

Matériau extrudé est l’un des types de fabrication additive les plus courants. Ce type implique un matériau thermoplastique poussé à travers une buse pour déposer chaque couche. C'est généralement le type utilisé dans de nombreux 3-D imprimantes. Plus précisément, la fabrication de filaments fondus (FFF) est le procédé le plus couramment utilisé.

FFF fonctionne en poussant le matériau à travers la tête chauffée, qui place une couche basée sur des données CAO 3D. Cette couche repose sur une plate-forme de construction, qui est ensuite abaissée d'une couche pour que la buse place la couche suivante dessus. Chaque couche fusionne avec l’autre et refroidit pour les lier ensemble. Le matériau utilisé peut varier en fonction du type d'imprimante utilisée. Cependant, le matériau le plus courant est le thermoplastique.

Jet de matière

Jet de matière comporte une tête d'impression située au-dessus de la plate-forme qui distribue le matériau sous forme de gouttelettes.

Cependant, il ne chauffe pas le matériau avec la buse comme le fait l'extrusion du matériau. Au lieu de cela, de la résine liquide est distribuée, qui est ensuite durcie à l'aide de lumière ultraviolette. Une fois la couche placée, la lumière UV se déplace sur la plateforme pour durcir la couche. La plateforme descend ensuite et recommence le processus.

Jet de liant

Jet de liant, qu'on appelle aussi chute de puissance l'impression, peut fonctionner avec plusieurs matériaux différents, notamment les composites, la céramique, les plastiques et les sables.

Ce processus utilise à base de poudre des matériaux de fabrication additive qui sont déposés sur la plateforme de construction à l'aide d'un rouleau. La tête d'impression dépose ensuite un liant liquide sur le matériau pour faire adhérer les couches entre elles.

Fusion sur lit de poudre

Fusion sur lit de poudre est similaire au jet de liant dans le sens où il utilise une couche de à base de poudre matériel. La différence est qu'un faisceau d'électrons ou un laser fait fondre la poudre avant que la couche suivante ne soit placée à l'aide d'un rouleau ou d'une lame.

Il existe plusieurs variantes de fusion sur lit de poudre, mais toutes utilisent un préchauffé chambre contenant un gaz inerte. Cette méthode a tendance à prendre plus de temps que d’autres, mais elle est utilisée dans plusieurs industries connues, dont l’aviation.

Photopolymérisation en cuve

Photopolymérisation en cuve est également communément appelée stéréolithographie. Cette méthode utilise une cuve de résine photopolymère liquide et une source de lumière UV pour la durcir. Un laser est utilisé pour créer une forme dans la résine, qui est ensuite durcie par la lumière UV. La plateforme de construction s'abaissera ensuite pour commencer la couche suivante.

La photopolymérisation en cuve permet de réaliser des projets très détaillés, mais ils ne sont souvent pas aussi structurels que certaines autres méthodes de fabrication additive. Cependant, il est souvent possible d'y remédier grâce à des structures de soutien. Bien qu’il s’agisse de l’une des méthodes de fabrication additive les plus rapides, elle implique pas mal de nettoyage et le temps de traitement.

Dépôt d’énergie dirigé

Dépôt d’énergie dirigé (DED) se situe du côté le plus complexe des méthodes de fabrication additive. Il utilise un faisceau d’électrons ou un laser pour faire fondre le matériau, qui est ensuite déposé à l’endroit souhaité. Le DED est souvent utilisé pour des réparations ou des ajouts de pièces. Les matériaux les plus couramment utilisés dans le DED sont la poudre ou le fil métallique, mais d'autres incluent la céramique et les polymères. DED offre un haut degré de contrôle et de précision.

Les exemples de fabrication additive ci-dessus ne représentent que la technologie actuelle. Il existe déjà d’autres méthodes en cours de développement, et on s’attend à ce que des méthodes encore meilleures entrent en scène à l’avenir.

Certification de fabrication additive

Le marché de la fabrication additive est déjà énorme et devrait continuer de croître. En fait, l’industrie de la fabrication additive s’est développée à un rythme massif, et le marché devrait atteindre 74 milliards de dollars d'ici 2030. Cela a conduit de nombreuses entreprises de fabrication additive à rechercher des employés possédant des compétences et des connaissances dans le secteur.

Heureusement, il existe désormais des programmes de certification en fabrication additive qui peuvent aider les personnes intéressées à se frayer un chemin dans l’industrie. Par exemple, Offres PME un programme de fabrication additive qui permet aux individus d'obtenir une certification au niveau fondamental ou technique.

En fin de compte, la fabrication additive offre à diverses industries un moyen beaucoup plus simple et pratique de produire les produits, les pièces et bien plus encore dont elles ont besoin. Avec l’expansion rapide du secteur, il n’y a jamais eu de meilleur moment pour que les individus obtiennent une certification leur permettant de rejoindre une entreprise ou de créer la leur.

Nous espérons que ce qui précède vous a aidé à comprendre le domaine de la fabrication additive. Il s’agit déjà d’une industrie passionnante et elle ne fera que s’améliorer à mesure que la technologie s’améliore. Mieux encore, la large disponibilité de 3-D imprimantes sur le marché en font un domaine facile pour débuter, même s'il faut un certain temps pour apprendre les processus.

Nous vous souhaitons le meilleur dans tous vos projets de fabrication additive !

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QFP

Qu’est-ce que la fabrication additive ?

La fabrication additive consiste à créer un 3-D objet en ajoutant un calque à la fois jusqu’à ce qu’il soit terminé.

Combien de types de fabrication additive existe-t-il ?

Il existe sept types de fabrication additive, à savoir :

1. Lamination des feuilles
2. Extrusion de matériaux
3. Jet de matière
4. Jet de liant
5. Fusion de lit électrique
6. Polymérisation en cuve
7. Dépôt d’énergie dirigé

Quelle est la meilleure méthode de fabrication additive pour les débutants ?

pont 3-D les imprimantes du marché général utilisent l’extrusion de matériaux, ce qui est un excellent point de départ.

Puis-je démarrer une entreprise de fabrication additive ?

Absolument! Beaucoup d'excellents 3-D Les imprimantes du marché peuvent être utilisées pour créer des produits et des objets de tous types. Cela signifie que vous pouvez démarrer votre propre entreprise de fabrication additive à tout moment, même si vous devez démarrer petit.

Peut-on obtenir une certification en fabrication additive ?

Oui! Il existe de nombreux cours et programmes permettant aux individus d’acquérir des connaissances et des compétences en matière de fabrication additive. SME propose un programme de certification qui vous permet de poursuivre des études fondamentales ou niveau technicien certification en fonction de votre intérêt pour le domaine.

Cela peut être un excellent moyen de s’impliquer dans l’industrie. À noter que SME n'est pas le seul programme de certification, alors n'ayez pas peur de rechercher celui qui vous plaît. Même plusieurs collèges commencent à proposer des programmes de fabrication additive.

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