Les systèmes de bridage du point zéro sont incontournables dans la fabrication additive

Fabrication additive : La productivité est au point mort

Les experts attestent que l’impression 3D poudre métallique a de très belles perspectives d'avenir. AMF a mis au point des modules de bridage pour les défis particuliers que pose la fabrication additive.

Zero-Point-System d'AMF : une technique de bridage du point zéro efficace et extrêmement précise.

Les experts attestent que l’impression 3D poudre métallique a de très belles perspectives d’avenir. Néanmoins, plutôt qu’une fabrication selon le standard industriel, d’autres évoquent une manufacture pour définir la production actuelle. Cependant, les fabricants automobiles et leurs fournisseurs, par exemple, ainsi que d’autres secteurs à l'instar de la technique médicale, misent dès aujourd'hui avec un succès grandissant sur la fabrication de pièces en série à l’état monté, produites grâce à l'impression 3D. Pour les prototypes et les petites séries comme pour les voitures de sport spéciales en nombre limité, la fabrication sans outil défie quasiment toute concurrence. Toutefois, l’établissement en tant que procédé pour de grandes séries n’est qu’une question de temps et n’est certainement pas prêt de s'arrêter.

La suppression des frais de moules et d'outils est naturellement un facteur remarquable. De manière beaucoup plus large, un autre avantage de la fabrication additive réside également dans l'approche constructive. La question qui se pose n’est pas tant : « Qu’est-ce que je peux fabriquer ? » mais plutôt : « Quelles fonctions doit remplir le composant ? » Ainsi, l’impression 3D permet de penser des géométries très complexes de manière constructive, puis de les fabriquer à moindre coût. Grâce à elle, il est même possible de fabriquer des composants ou des produits qui n’étaient jusqu'alors pas du tout réalisables.

Fabrication de géométries jusqu'alors inconcevables

Cependant, les objets imprimés selon le procédé d'impression ne sont que rarement à l’état monté. Le procédé de fabrication additive proprement dit est généralement suivi d’autres processus avant que le composant ne soit entièrement fini. Il est souvent associé à des procédés de nettoyage et de mesure, ainsi qu’à des processus de fraisage, forage ou de sciage. À la fin, une fonction importante est notamment attribuée au sciage. Pour finir, le composant doit être séparé de la plaque de base qui l'a accompagné tout au long des étapes de fabrication. Plus d'informations à ce sujet plus loin. L’ensemble de la chaîne des processus constitue donc un champ d'application idéal pour un système de bridage du point zéro. Ceci, bien que ni moules ni pièces brutes ne doivent être serrés. En lieu et place, il faut serrer la plaque de base sur laquelle le produit est réalisé couche par couche.

Cependant, les modules de bridage traditionnels, comme on en trouve couramment dans l’usinage par enlèvement de copeaux, ne peuvent pas être utilisés en fabrication additive. En effet, l’impression 3D pose des exigences très particulières, dont il faut tenir compte lors du bridage. Ainsi, lors du procédé d'impression 3D, les températures sont élevées et peuvent atteindre plusieurs 100° C. Même dans le dispositif de bridage, des températures jusqu'à 150° C et plus sont encore possibles. D'où la nécessité d'utiliser des joints d'étanchéité et des fluides capables d’y résister. Les variations de température permanentes dues à la montée en température et au refroidissement ne doivent pas être sous-estimées. La sécurité des processus et la reproductibilité ne doivent pas en pâtir. C’est pourquoi AMF a conçu des modules de bridage spécifiques afin de répondre à ces défis particuliers.

Des modules de bridage pour des conditions et exigences particulières

Ces modules de bridage du point zéro spécialement adaptés à la fabrication additive remplissent les exigences spécifiques et accélèrent les processus d'équipement qui en découlent. Dans ce cadre, on utilise des matériaux et procédés soigneusement sélectionnés, de telle sorte que les modules de bridage du point zéro résistent à des conditions en partie défavorables. Les surfaces trempées ne sont là qu’un exemple, les joints d'étanchéité spécifiques en sont un autre, afin que les modules AMF résistent aux températures extrêmes. Utilisés tout au long de la chaîne de processus, ils peuvent déployer leurs avantages de façon optimale. Au lieu de reconfigurer la plaque de base avec le composant à chaque processus de suivi, la « remise à zéro » est effectuée une seule fois et il suffit alors de « reprendre »  le point zéro de processus en processus.

Si les systèmes de bridage du point zéro peuvent déjà réduire considérablement les temps d'équipement dans l’imprimante 3D, le gain de temps augmente facilement jusqu'à 90 pour cent et plus lors de chaque passage aux processus de suivi. En effet, si le point zéro est « repris » sur les machines suivantes, il n’y a alors presque plus de procédures d'équipement. Un « Plug and Play » comparable peut débuter immédiatement avec l'étape de travail suivante. Les fabricants qui reprennent cette interface du point zéro AMF lors de la fabrication additive sur tous les processus de suivi, confirment l’énorme réduction de leurs temps d'équipement pendant l’ensemble du processus de fabrication.

AMF est connu pour ses systèmes pneumatiques et hydrauliques

Les modules de bridage à l'état monté K10.3 et K20.3 d’AMF pour la fabrication additive sont équipés d'une ouverture pneumatique à partir d'une pression de fonctionnement de 4,5 bar, disponible dans chaque hall de production. Ils réalisent des forces de traction de 10 ou 17 kN (K20) et des forces de retenue de 25 ou 55 kN (K20). Le verrouillage s’effectue par ressort, ce qui permet ensuite aux tuyaux de pression d’être découplés à tout moment. À titre d'option, AMF propose un dispositif de soufflage pour l'élimination des copeaux, ainsi qu'un contrôle des tirages pour les requêtes dans le cadre de processus automatisés. Connu depuis de nombreuses années pour ses systèmes de bridage pneumatique, AMF est un leader commercial et technologique apprécié. De même, pour les modules hydrauliques qui figurent depuis longtemps dans la gamme d’AMF, des solutions spéciales peuvent être élaborées à la demande du client pour la fabrication additive.

Par ailleurs, l’entreprise de Fellbach propose également une technique de requête pour les modules de bridage. À cela vient s'ajouter un aspect important : En effet, les modules ainsi équipés permettent de standardiser au plus haut degré l'interface et donc l’ensemble du processus de fabrication en impression 3D ainsi que des processus de suivi ultérieurs. Un tel niveau de standardisation de la chaîne de processus est une base pour le chargement par robots et donc une fabrication entièrement automatisée. Bien entendu, les capteurs sélectionnés à cette fin doivent eux aussi être adaptés à ces conditions exigeantes.

Un équipementier chez le leader du marché du sciage

Avec ou sans automatisation : Si le composant fabriqué additivement est passé par tous les processus, il doit finalement être séparé de la plaque de base. Pour cela, le leader mondial sur le marché du sciage et de l’entreposage des métaux longs et des tôles, la société KASTO, a conçu une machine adaptée. La scie à ruban automatique haute performance KASTOwin amc (additive manufacturing cutting) a été spécialement conçue pour cette mission, car avec cette dernière étape (ou également coupe), les développeurs ont conçu la chaîne de processus jusqu'au plus petit détail. Pour le système de bridage mis en œuvre dans cette scie spéciale, AMF est le partenaire de KASTO en tant qu’équipementier. Lors du processus de séparation, les modules de bridage supérieurs du système de bridage du point zéro maintiennent la plaque de base avec le composant fini dans une position de coupe exacte pour un faible métré de pression. Avant le processus de sciage, une unité pivotante de la machine fait basculer la plaque de base en position inversée. Si les composants sont ensuite séparés, ils tombent délicatement dans un filet de sécurité. Après le basculement retour, la plaque de base est retirée des modules de bridage du point zéro et mise à disposition pour le processus suivant de fabrication additive.

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