TRAMETAL 218

ADDITIF La fabrication

ADDITIF La fabrication additive au stade industriel intégré Le salon Formnext 2021- 600 exposants pour 18000 visiteurs- mettait en avant notamment des solutions industrielles intégrées avec des préoccupations réelles de développement durable. La gestion des poudre et matériaux, celle des gaz, du posttraitement, des cuissons, déliantage, tout cela est de plus en plus proposé dans une solution industrielle globalisée. Le gain en maturité est flagrant sans occulter la mise au point de procédés de fabrication et de matériaux nouveaux qui ouvrent des perspectives assez étonnantes. Nous y reviendrons régulièrement mais voici deux exemples de l’offre de deux acteurs importants du secteur La « céramique » dans les systèmes de fabrication additive en céramique Cherchant à améliorer certains composants à haute performance utilisés dans ses systèmes de fabrication additive Carmel, XJet a trouvé un moyen plus efficace et plus économique de concevoir et de fabriquer. Dror Danai, directeur général de XJet, explique comment un moment «Eureka !» a conduit XJet à commencer à imprimer en 3D ses propres pièces et gabarits. Notre équipe de R&D recherche constamment des moyens d’améliorer les performances et le fonctionnement des systèmes AM de XJet. Nous redessinons donc continuellement des pièces pour rapprocher le système de la perfection que nous visons, après tout, la devise de l’entreprise est que tout est dans les détails ! L’une des pièces que nous avons revues récemment est notre assemblage de rouleaux. Il s’agit d’un dispositif essentiel, crucial pour imprimer des surfaces planes et garantir des bords droits. Si l’alignement de la surface de chaque couche n’est pas précis, cela peut avoir un impact sur chaque couche supplémentaire déposée, ce qui affecte la précision globale de la pièce. Avec 24 têtes d’impression et 512 buses sur chaque tête d’impression, le rouleau accomplit une tâche essentielle en aplanissant chaque couche. La plupart de nos ingénieurs et concepteurs ont une grande expérience dans le développement de systèmes AM. Cette fois, nous avons cherché à résoudre le problème d’une nouvelle manière, plutôt que de faire ce que nous faisions auparavant, et nous avons donc décomposé le problème - c’est alors qu’un de nos ingénieurs en mécanique a eu une révélation. Le défi était le suivant : en raison de la position de l’ensemble de rouleaux à proximité de certains composants électroniques, les pièces devaient avoir une résistivité électrique de surface élevée et, en outre, les deux pièces devaient avoir une résistance à la flexion élevée pour fonctionner comme prévu. Bien que je décrive cela comme un défi, lorsque vous exposez le problème de cette manière, nous avons rapidement constaté que le cahier des charges correspondait parfaitement à notre propre matériau céramique zircone, qui présente une très grande résistance à la flexion, à l’abrasion et à l’électricité. Cela semble évident - nous construisons des systèmes pour la production de pièces en céramique - alors bien sûr, nous devrions produire nous-mêmes des pièces en céramique. Cependant, les systèmes d’AM étaient jusqu’à présent une combinaison de pièces en métal et en plastique afin d’obtenir toutes les propriétés nécessaires pour chaque fonction - nous n’avions jamais eu de pièces de ce type en céramique auparavant. Il n’existait pas de céramiques techniques précises et faciles à fabriquer. Les concepteurs et 8 ITRAMETAL • N°218 • Février 2022

ADDITIF les ingénieurs doivent donc s’adapter à une nouvelle façon de penser. C’est la même chose que lorsque les concepteurs ont dû passer des méthodes de fabrication traditionnelles et de toutes les préoccupations qui en découlent à toutes les possibilités et à la liberté offertes par la fabrication additive. C’est désormais le cas pour la céramique. Ainsi, la porte de l’axe d’enregistrement du rouleau et le lève-axe de l’axe du rouleau sont désormais des pièces en céramique XJet. Comme son nom l’indique, le lève-galet est utilisé pour soulever et abaisser la tige de calibrage de l’indicateur. La porte de l’axe de calibrage permet de ranger l’axe en toute sécurité lorsqu’il n’est pas utilisé. Ensemble, ils permettent un étalonnage plus facile, plus efficace et plus précis des rouleaux. Il en résulte des surfaces parfaitement planes et des bords droits, ainsi que des pièces encore plus précises. LA PORTE DE L’AXE D’ENREGISTREMENT DU ROULEAU ET LA PIÈCE PRODUITE EN ZIRCONE En plus de produire ces pièces pour le système Carmel AM, nous avons également produit une pièce pour le gabarit d’assemblage du roulement à rouleaux en céramique. La géométrie complexe de la pièce allait en faire un travail extraordinairement compliqué pour la fabrication CNC, mais aussi en tant que gabarit, nous avons juste besoin d’une pièce unique jusqu’à ce que la pièce s’use et les moules sont coûteux pour les pièces uniques. La fabrication additive était le choix évident pour cette pièce, et une fois de plus, nous avions le bon matériau. La pièce devait faire preuve d’une isolation électrique et thermique élevée, car le dispositif est chauffé à 70-80° C pour faciliter l’assemblage et le matériau devait être suffisamment dur pour supporter l’action récurrente. Cette fois, le matériau d’alumine de XJet était parfaitement adapté. En tant qu’entreprise, la passion de XJet a toujours été de rendre l’impossible possible - créer de nouvelles choses qui n’étaient tout simplement pas réalisables auparavant. Cependant, cette fois, nous avons fait la démonstration d’un simple exercice de réduction des coûts, tout en produisant des pièces nouvelles et meilleures. Nous nous sommes mis au défi de «tenir le discours» et de fabriquer des pièces en utilisant notre propre technologie et nos propres systèmes. Rencontrez-vous des difficultés avec les pièces mécaniques ? Avez-vous déjà envisagé d’utiliser l’AM avec des céramiques techniques pour résoudre de tels défis ? ● LA CONCEPTION DE L’ÉLÉVATEUR D’AXE DE ROULEAU ET LA PIÈCE PRODUITE EN ZIRCONE Alors que notre objectif initial était l’ingénierie de précision et l’amélioration de la qualité des pièces, nous avons découvert, en suivant le processus, que nous avions également trouvé un moyen plus rapide et plus rentable de produire ces pièces. Comme nous avions besoin d’une quantité relativement faible et que les pièces en plastique ou en téflon nécessitaient un moule coûteux, nous avons profité des avantages de la fabrication additive ; nous avons réduit le coût d’un jeu de deux goupilles de levage de 61 % par rapport à la fabrication CNC et le coût d’une porte de goupille de 52 % avec le procédé XJet NanoParticle Jetting. TRAMETAL • N°218 • Février 2022 I9