La fabrication additive (AM) ou la fabrication par couches additives (ALM) est le nom donné à la production industrielle de l’impression 3D, un processus contrôlé par ordinateur qui crée des objets en trois dimensions en déposant des matériaux, généralement en couches.
Comment ça marche?
À l’aide de la conception assistée par ordinateur (CAO) ou de scanners d’objets 3D, la fabrication additive permet la création d’objets aux formes géométriques précises. Ces objets sont construits couche par couche, comme dans un processus d’impression 3D, ce qui contraste avec la fabrication traditionnelle qui nécessite souvent l’usinage ou d’autres techniques pour éliminer le matériau en surplus.
Les processus de fabrication additive
Il existe plusieurs processus distincts de fabrication additive avec leurs propres normes, notamment:
1. Jet de liant
Cette technique utilise une tête d’impression 3D se déplaçant sur les axes x, y et z pour déposer des couches alternées de matériau en poudre et un liant liquide comme adhésif.
2. Dépôt d’énergie dirigée
Le dépôt d’énergie dirigée en fabrication additive peut être utilisé avec une grande variété de matériaux, y compris la céramique, les métaux et les polymères. Un laser, un arc électrique ou un faisceau d’électrons monté sur un bras se déplace horizontalement en faisant fondre du fil, une filière ou de la poudre pour construire le matériau pendant que le lit se déplace verticalement.
3. Extrusion de matériau
Ce processus commun de fabrication additive utilise des polymères enroulés qui sont soit extrudés, soit tirés à travers une buse chauffée montée sur un bras mobile. Cela construit le matériau fondu couche par couche pendant que la buse se déplace horizontalement et le lit se déplace verticalement. Les couches adhèrent par le contrôle de la température ou des agents de liaison chimique.
4. Fusion de lit de poudre
La fusion de lit de poudre englobe une variété de techniques de fabrication additive, y compris la fusion directe de métal par laser (DMLM), la fusion directe de métal par laser (DMLS), la fusion par faisceau d’électrons (EBM), la fusion par laser sélective (SLS) et la fusion par chauffage sélectif (SHS). Des faisceaux d’électrons, des lasers ou des têtes d’impression thermique sont utilisés pour fondre ou partiellement fondre de fines couches de matériau, après quoi la poudre en excès est éliminée.
5. Lamination par feuille
La lamination par feuille peut être divisée en deux technologies: la fabrication d’objets laminés (LOM) et la fabrication additive ultrasonique (UAM). L’usinage d’objets laminés est adapté à la création d’objets avec un attrait visuel ou esthétique et utilise des couches alternées de papier et d’adhésif. L’UAM utilise la soudure par ultrasons pour assembler des feuilles minces de métal; un processus à faible énergie et basse température, l’UAM peut être utilisé avec différents métaux tels que l’aluminium, l’acier inoxydable et le titane.
6. Photopolymérisation de résine en cuve
Ce processus utilise une cuve de résine liquide photopolymère pour créer un objet couche par couche. Des miroirs sont utilisés pour diriger la lumière ultraviolette qui polymérise les couches successives de résine.
7. Fabrication additive par arc de fil (maintenant connue sous le nom de dépôt d’énergie dirigée par arc (DED-arc))
La fabrication additive par arc de fil utilise des sources d’énergie d’arc de soudage et des manipulateurs pour construire des formes 3D par dépôt d’arc. Ce processus utilise généralement le fil comme source de matériau et suit un chemin prédéterminé pour créer la forme souhaitée. Cette méthode de fabrication additive est généralement réalisée à l’aide d’équipements de soudage robotisés.
Technologies de fabrication additive
Les technologies de fabrication additive peuvent être largement divisées en trois types.
Le premier d’entre eux est la frittage, où le matériau est chauffé sans être liquéfié pour créer des objets complexes à haute résolution. La fusion directe de métal laser utilise une poudre métallique, tandis que la fusion laser sélective utilise un laser sur des poudres thermoplastiques afin que les particules se collent ensemble.
Le deuxième type de technologie de fabrication additive fait fondre complètement les matériaux, cela inclut la fusion directe de métal par laser qui utilise un laser pour fondre des couches de poudre métallique et la fusion par faisceau d’électrons, qui utilise des faisceaux d’électrons pour fondre les poudres.
Le troisième type de technologie est la stéréolithographie, qui utilise un processus appelé photopolymérisation, où un laser ultraviolet est tiré dans une cuve de résine photopolymère pour créer des pièces céramiques résistantes au couple capables de supporter des températures extrêmes.
