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Simuler l'impression 3D pour l'optimiser

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Simuler l'impression 3D pour l'optimiser

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Les logiciels pallient l’imprévisibilité de la fabrication additive en anticipant les éventuelles déformations d’une pièce.

L'impression 3D ne se cantonne plus au prototypage et gagne la production. Des barrières ralentissent cependant son industrialisation. Le coût, la vitesse de fabrication, les écarts entre la géométrie supposée d’une pièce et sa forme imprimée. La simulation aide à surmonter ces écueils. L’impression 3D doit s’en emparer. À la clé, avant tout, une réduction du coût et de la durée globale du procédé en évitant « de passer par des dizaines d’itérations », avance Sylvain Legrand, évangéliste manufacturing chez Autodesk, l’éditeur américain du logiciel dédié à l’impression 3D ­Netfabb. Le calcul est vite fait : il faut compter plusieurs heures pour une impression, contre quelques minutes pour une simulation. « La simulation est précieuse pour l’impression de pièces en grande série. Elle permet de l’optimiser et de tester sa résistance mécanique avant son impression », souligne Quentin Kiener, le dirigeant de 3D Prod, un spécialiste de l’impression de pièces en 3D.

Netfabb prévoit les défaillances du support

En 2016, face au recours croissant à l’impression 3D en usine, Autodesk a intégré une fonction simulation à Netfabb. Un algorithme simule les phénomènes physiques qui ­interviennent durant la fabrication et montre leurs répercussions sur les propriétés du matériau et sur la forme de la pièce. Le logiciel permet d’anticiper ses éventuelles déformations et les irrégularités de sa surface en tenant compte de la machine et du matériau utilisés. L’utilisateur peut ensuite adapter le design de sa pièce. Netfabb est également capable de prévoir les défaillances du support sur lequel est placée la pièce durant l’impression.

L’avantage de Netfabb est qu’il englobe, en plus de la simu­lation, deux autres fonctions nécessaires à la fabrication additive : la correction des fichiers de conception assistée par ordinateur avant impression et l’optimisation topologique. « Ainsi, il n’y a pas de rupture numérique », précise Sylvain Legrand. Signalons toutefois que la fonction simulation n’est accessible que dans la version premium du logiciel, dont l’abonnement coûte près de 5 000 euros par an. De plus, elle n’est pas très poussée. « Cette fonction de simulation ne va peut-être pas aussi loin que dans celle que proposent les outils dédiés déjà sur le marché », estime Quentin Kiener.

Besoin de simulation mutiphysiques

Comsol Multiphysics est l’un de ces outils. Il peut représenter une alternative à Netfabb pour les simulateurs avertis. Car, s’il n’est pas spécifiquement conçu pour l’impression 3D, il peut être configuré pour. Il permet notamment de prendre en considération les transferts de chaleur qui s’opèrent durant la fabrication. « Ceux-ci peuvent être à l’origine de contraintes résiduelles, qui peuvent fragiliser la pièce », explique Jean-Marc Petit, le responsable commercial de Comsol. Les logiciels ont encore une marge de progression pour être à la fois précis et simples d’utilisation. Et ils devront s’adapter aux différents procédés de fabrication additive, qui n’ont pas fini d’évoluer. 

Marine Protais

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