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Les matériaux dopent la fabrication rapide

De notre envoyé spécial Mirel Scherer
Les matériaux dopent la fabrication rapide

WaterClear Ultra est une résine pour la stéréolithographie incolore et hautement transparente.

© D.R.

Francfort (Allemagne), 5 - 8 décembre 2007. Arrivée à maturité, l'industrie du prototypage rapide mise sur le développement de matériaux. Avec toujours les mêmes objectifs : plus vite, mieux et moins cher.

La dernière édition 2007 du salon allemand a confirmé les réflexions qu'a suscitées la manifestation précédente de ce rendez-vous incontournable pour tous les fabricants de prototypes. La foule d'ingénieurs et de techniciens, pour la plupart allemands, qui s'est pressée dès le premier jour dans les allées du hall 8 d'Euromold, a prouvé avant tout la bonne santé de l'industrie d'outre-Rhin. Les industriels en Allemagne comme ailleurs cherchent, mondialisation oblige, les moyens les plus appropriés pour réduire le cycle de développement de leurs nouveaux produits.

Le salon a ensuite démontré la maturité des technologies de prototypage rapide. Très peu d'innovations dans le domaine des méthodes de construction de pièces, mais on assiste en revanche à une évolution fulgurante des matériaux utilisés, tant plastiques que métalliques, et à une amélioration constante des performances qu'offrent les machines de prototypage rapide.

Des alliages toujours plus performants

Petite parenthèse avant de passer en revue ces développements, pour s'étonner de la véritable invasion du salon par les fabricants de systèmes de digitalisation 3D. Ces solutions (comme le T-Scan 2 ou le Comet 5 de Steinbichler, les OptiCell et Optigo de Cognitens ou l'Aquilon de Kreon Technologies), utilisées habituellement dans les applications de rétroconception ou de mesure, semblent avoir le vent en poupe chez les utilisateurs allemands.

Nouveaux matériaux et évolution des performances des machines étaient donc au rendez-vous. Arcam le prouve avec la deuxième génération de ses machines qui fabriquent des pièces complexes (difficiles voire impossibles à usiner) par bombardement électronique de poudre métallique. « Avec le modèle A2, nous traitons des alliages de titane (Ti6Al4V) ou cobalt-chrome pour des applications comme les prothèses médicales, l'aéronautique ou l'automobile », précise Magnus René, PDG de la société suédoise. La flexibilité, la productivité et la précision ont fait l'objet de développements spécifiques : la machine dispose de deux réservoirs qui permettent de construire des pièces de 200 x 200 x 350 mm ou d'un diamètre de 300 mm sur 200 mm de hauteur, et d'un système de fusion qui réduit le temps de cycle de 30 % par rapport au modèle de machines précédent. La précision des pièces est améliorée par un nouveau logiciel qui assure un calibrage automatique du rayon.

Des plastiques colorés naturellement

Une foule de nouveaux matériaux sont également disponibles chez les autres fabricants de machines de prototypage rapide comme 3D Systems, EOS ou MCP. Le premier, leader incontesté du marché, dévoilait au salon le matériau Accura Greystone, un nanocomposite destiné à ses systèmes de stéréolithographie. « Essentiellement conçu pour les applications dans les sports motorisés et l'aéronautique, ce matériau procure une précision, une rigidité, une résistance thermique et une stabilité à long terme exceptionnelles, relève Rozenn Sellin, manager marketing Europe de 3D Systems France. Ce nanocomposite gris a été développé pour des tests rigoureux de soufflerie à haute pression, les applications sous capot moteur et autres utilisations requérant une résistance à haute température. Le matériau est également particulièrement adapté à la fabrication de composants électriques isolants et d'outillages de contrôle et d'assemblage précis et stables. » Le leader du marché du prototypage rapide propose aussi, pour répondre aux applications nécessitant une haute résistance mécanique et à la température, le DuraForm HST. Un matériau qui tout en utilisant la technologie des fibres, coûte moins cher que les matériaux composites et est plus facile à recycler. À remarquer enfin, l'arrivée dans la panoplie du fabricant américain de matériaux colorés naturellement comme le DuraForm EX Black Plastic destiné à ses machines de frittage Sinterstation Pro SLS. Ce matériau noir améliore la résistance des pièces et élimine les opérations de peinture.

Même effort d'innovation chez EOS qui présentait au salon de nombreux matériaux nouveaux pour les applications de frittage métal ou plastique. « L'utilisation des aciers comme le MaragingSteel MS1 ou l'alliage titane Ti6Al4V a dopé les ventes des machines Eosint M qui ont connu ces trois dernières années une croissance annuelle de 43 % », indique André Surel, directeur d'EOS France. Des matériaux utilisés pour des applications comme les prothèses médicales, l'aéronautique ou la robotique. Les matériaux plastiques progressent chez EOS comme le démontre le polyamide PrimePart DC qui offre une résistance à la rupture deux fois plus importante que les solutions existantes. « Très résistant aux chocs, ce matériau est intéressant pour les applications automobiles », précise le responsable d'EOS.

Des pièces ou des ensembles multimatériaux

Autre nouveau-né dans la même famille, le PrimePart ST est, selon les spécialistes du fabricant allemand, le premier matériau flexible pour les applications de prototypage rapide qui ne nécessite aucune postinfiltration. Comme chez son éternel concurrent 3D Systems, on pouvait distinguer sur le stand d'EOS des matériaux colorés naturellement comme le polyamide gris PA 2203 ou le noir, PA 2202. Ce dernier contient des pigments noirs qui colorent les pièces dans l'ensemble de leur volume améliorant la résistance contre les rayures, l'abrasion ou la poussière. Un atout pour les pièces utilisées dans les environnements sales ou dans les applications mécaniques éprouvantes (pièces sous capot dans l'industrie automobile).

Révolution enfin dans le domaine des matériaux pour les imprimantes 3D avec la machine Connex500 d'Objet Geometries. Le constructeur israélien, qui n'en est pas à son premier coup d'éclat, propose le premier équipement capable de produire des pièces ou des ensembles multimatériaux. Les jets pulvérisés par chacune des têtes sont composés d'un ou plusieurs matériaux choisis parmi les sept supportés par la machine. Vingt et un types de composites peuvent ainsi être fabriqués. La machine produit des pièces dont la taille est de 490 x 390 x 200 mm, avec des couches de moins de 16 µm et une précision de 0,1 à 0,3 mm. Elle assure, selon les spécialistes israéliens, des réductions de temps et de coûts qui séduiront de nombreux utilisateurs...

L'EXPLOIT DU SALONUN MATÉRIAU ULTRATRANSPARENT

DSM Somos profitait d'Euromold pour dévoiler sa nouvelle résine WaterClear Ultra destinée à la stéréolithographie qui s'est avérée, au cours d'un test de confrontation chromatique, comme étant la résine la plus transparente présente actuellement sur le marché. En utilisant un colorimètre (instrument de mesure de la quantité de couleur et de lumière pouvant traverser les matières plastiques), il a été possible de confronter les pourcentages de valeur de lumière transmise à travers WaterClear Ultra à ceux de divers échantillons plastiques dont une résine stéréolithographique similaire au polycarbonate de la concurrence et deux technoplastiques transparents d'usage courant (le polycarbonate et l'acrylate). « La demande de résines stéréolithographiques transparentes est en augmentation constante », précise Eva Montgomery, marketing manager chez Somos. « Des résines qui servent à produire des lentilles prototypes, des matériels de conditionnement et d'autres objets de qualité supérieure d'un point de vue esthétique.

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