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Les promesses de l'impression métal

Les promesses de l'impression métal

Le secteur de l’impression 3D métallique est en ébullition. Les fabricants historiques et les nouveaux acteurs rivalisent d’ingéniosité pour mettre au point des imprimantes plus rapides, moins coûteuses et plus facilement opérables, afin de passer le cap de l’industrialisation.

L'impression 3D métallique creuse son sillon dans la fabrication additive. Elle pourrait représenter 12?milliards de dollars en 2028, contre 3?milliards cette année (soit 20 % du marché de l’impression 3D), selon la dernière étude d’IDTechEx. De quoi attiser les convoitises. Acteurs historiques de la filière, géants de l’impression polymère et nouveaux venus, tous rivalisent d’ingéniosité afin de proposer des imprimantes plus rapides et moins onéreuses. En ligne de mire : l’industrialisation du procédé.

« Aujourd’hui, dans la fabrication additive, on fait du prototypage, de la petite série, mais on n’attend qu’une chose : passer à la production, dans des volumes bien plus importants, souligne Clément?Moreau, le directeur général de Sculpteo, une entreprise française pionnière dans l’impression?3D. Pour cela, il faudra parvenir à baisser le coût de la pièce et mettre au point des machines plus rapides. »

L’une des technologies prometteuses est le MIM?like, inspiré du moulage par injection de métal?(MIM). « On part d’une poudre métallique emprisonnée dans un polymère. Mais au lieu de l’injecter dans un moule, comme on le faisait avec la technologie MIM traditionnelle, on va fabriquer la pièce de manière additive avant d’éliminer le polymère – vecteur de mise en forme – avec des procédés de désaliantage. On se retrouve avec une pièce composée uniquement des billes métalliques restantes, que l’on va chauffer à haute température pour les consolider », résume Clément?Moreau.

Ce procédé se trouve au cœur de la nouvelle imprimante?3D Pam Series?M de la start-up parisienne Pollen?AM. Objectif : réaliser de petites et moyennes séries rapidement et à moindre coût. « Avec la technologie MIM like, pas besoin de poudre fine, l’impression se fait à partir de granulés, explique Didier?Fonta, le directeur commercial de Pollen AM. Il faut compter un coût matière quatre?fois moins important que pour des poudres métalliques utilisées dans d’autres procédés de manufacture additive. De plus, notre machine est compatible avec n’importe quel matériau, même ceux développés par les industriels eux-mêmes. » Pollen?AM a livré ses premières machines à Alliance MIM, une société spécialisée dans la production de pièces microtechniques complexes, en horlogerie notamment. « Avec un volume de 30?cm de diamètre, sur 30?cm de hauteur, les imprimantes peuvent fabriquer des pièces relativement larges pour du métal », ajoute Didier?Fonta.

Des machines compactes et modulaires

Pour les pièces de grandes tailles, difficiles à fabriquer, les industriels ont mis au point des machines spéciales. GE Additive, filiale de General Electric, dévoilait en juin?2017 son imprimante 3D Atlas (additive technology large area system). Dédiée aux secteurs de l’aérospatial, de l’automobile et de l’industrie pétrolière, cette imprimante d’un volume d’impression de 1,1?x?1,1?x?0,3?m, dotée d’un laser 1?kW, est l’une des plus grandes machines de frittage de poudre existantes. Reconfigurable en vue d’intégrer des lasers additionnels, elle permet de réaliser des pièces haute résolution à une échelle et une géométrie personnalisables. Un système de dosage discret économise la poudre et réduit les coûts de fabrication.

Pour accélérer la fabrication de ces pièces conséquentes, d’autres fabricants ont opté pour la technologie DED (direct energy deposition). Ici, pas question de technologie sur lit de poudre. C’est une buse d’alimentation qui dépose un fil ou projette la poudre directement dans un bain de fusion, afin de former, couche par couche, un cordon de métal. « Plus rapides à réaliser, les pièces que nous imprimons sont des ébauches de pièces en titane proches de la géométrie de la pièce finale, qui subissent ensuite un simple usinage de finition. Le but est de se substituer au métier de forgeron ou de fondeur, et non de réinventer le design de la pièce », explique Luc?Eckenfelder, le directeur du développement de la technologie Rapid additive forging chez Prodways. équipées d’une tête robotisée et d’un plateau articulé afin de pouvoir créer des angles et des formes complexes, les[…]

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