Fabrication additive et rapide

Ces dernières années, nous avons constaté une augmentation de la demande de FABRICATION RAPIDE ou de PROTOTYPAGE RAPIDE. Ce processus peut également être appelé FABRICATION DESKTOP ou FABRICATION DE FORME LIBRE. Fondamentalement, un modèle physique solide d'une pièce est réalisé directement à partir d'un dessin CAO en trois dimensions. Nous utilisons le terme FABRICATION ADDITIVE pour ces différentes techniques où nous construisons des pièces en couches. En utilisant du matériel informatique et des logiciels intégrés, nous effectuons la fabrication additive. Nos techniques de prototypage rapide et de fabrication sont la STÉRÉOLITHOGRAPHIE, le POLYJET, le MODÉLISATION PAR DÉPÔT FONDU, LE FRITTAGE SÉLECTIF AU LASER, LA FUSION PAR FAISCEAU D'ÉLECTRONS, L'IMPRESSION TRIDIMENSIONNELLE, LA FABRICATION DIRECTE, L'OUTILLAGE RAPIDE. Nous vous recommandons de cliquer ici pourTÉLÉCHARGEZ nos illustrations schématiques des processus de fabrication additive et de fabrication rapide par AGS-TECH Inc. 
Cela vous aidera à mieux comprendre les informations que nous vous fournissons ci-dessous. 

 

Le prototypage rapide nous fournit : 1.) La conception conceptuelle du produit est visualisée sous différents angles sur un moniteur à l'aide d'un système 3D/CAO. 2.) Des prototypes à partir de matériaux non métalliques et métalliques sont fabriqués et étudiés d'un point de vue fonctionnel, technique et esthétique. 3.) Un prototypage à faible coût en très peu de temps est réalisé. La fabrication additive peut ressembler à la construction d'une miche de pain en empilant et en collant des tranches individuelles les unes sur les autres. En d'autres termes, le produit est fabriqué tranche par tranche, ou couche par couche déposée les unes sur les autres. La plupart des pièces peuvent être produites en quelques heures. La technique est bonne si les pièces sont nécessaires très rapidement ou si les quantités nécessaires sont faibles et que la fabrication d'un moule et d'un outillage est trop coûteuse et prend du temps. Cependant le coût d'une pièce est cher en raison des matières premières chères. 

 

• STÉRÉOLITHOGRAPHIE : Cette technique également abrégée en STL, est basée sur le durcissement et le durcissement d'un photopolymère liquide en une forme spécifique en focalisant un faisceau laser dessus. Le laser polymérise le photopolymère et le durcit. En balayant le faisceau laser UV selon la forme programmée le long de la surface du mélange photopolymère, la pièce est produite de bas en haut en tranches individuelles en cascade les unes sur les autres. Le balayage du spot laser est répété plusieurs fois pour obtenir les géométries programmées dans le système. Une fois la pièce entièrement fabriquée, elle est retirée de la plate-forme, essuyée et nettoyée par ultrasons et avec un bain d'alcool. Ensuite, il est exposé à une irradiation UV pendant quelques heures pour s'assurer que le polymère est complètement durci et durci. Pour résumer le processus, une plate-forme qui est plongée dans un mélange de photopolymères et un faisceau laser UV sont contrôlés et déplacés à travers un système d'asservissement en fonction de la forme de la pièce souhaitée et la pièce est obtenue en photodurcissant le polymère couche par couche. Bien entendu, les dimensions maximales de la pièce produite sont déterminées par l'équipement de stéréolithographie. 

 

• POLYJET : Semblable à l'impression à jet d'encre, dans le polyjet, nous avons huit têtes d'impression qui déposent le photopolymère sur le plateau de fabrication. La lumière ultraviolette placée le long des jets polymérise et durcit immédiatement chaque couche. Deux matériaux sont utilisés dans le polyjet. Le premier matériau est destiné à la fabrication du modèle réel. Le deuxième matériau, une résine de type gel, est utilisé comme support. Ces deux matériaux sont déposés couche par couche et polymérisés simultanément.  Après l'achèvement du modèle, le matériau de support est retiré avec une solution aqueuse. Les résines utilisées sont similaires à la stéréolithographie (STL). Le polyjet présente les avantages suivants par rapport à la stéréolithographie : 1.) Pas besoin de nettoyer les pièces. 2.) Pas besoin de durcissement post-traitement 3.) Des épaisseurs de couche plus petites sont possibles et nous obtenons ainsi une meilleure résolution et pouvons fabriquer des pièces plus fines.
 
• MODÉLISATION DE DÉPÔT FUSÉ : Également abrégé en FDM, dans cette méthode, une tête d'extrudeuse contrôlée par un robot se déplace dans deux directions principales sur une table. Le câble est abaissé et relevé au besoin. A partir de l'orifice d'une filière chauffée sur la tête, un filament thermoplastique est extrudé et une couche initiale est déposée sur une base en mousse. Ceci est accompli par la tête d'extrusion qui suit un chemin prédéterminé. Après la couche initiale, la table est abaissée et les couches suivantes sont déposées les unes sur les autres. Parfois, lors de la fabrication d'une pièce compliquée, des structures de support sont nécessaires pour que le dépôt puisse se poursuivre dans certaines directions. Dans ces cas, un matériau de support est extrudé avec un espacement moins dense de filaments sur une couche de sorte qu'il est plus faible que le matériau modèle. Ces structures de support peuvent ensuite être dissoutes ou rompues après l'achèvement de la pièce. Les dimensions de la filière de l'extrudeuse déterminent l'épaisseur des couches extrudées. Le procédé FDM produit des pièces avec des surfaces étagées sur des plans extérieurs obliques. Si cette rugosité est inacceptable, un polissage chimique à la vapeur ou un outil chauffé peuvent être utilisés pour les lisser. Même une cire de polissage est disponible comme matériau de revêtement pour éliminer ces étapes et atteindre des tolérances géométriques raisonnables.    

 

• FRITTAGE SÉLECTIF AU LASER : Egalement appelé SLS, le procédé est basé sur le frittage sélectif d'un polymère, de poudres céramiques ou métalliques dans un objet. Le fond de la chambre de traitement comporte deux cylindres : un cylindre de fabrication partielle et un cylindre d'alimentation en poudre. Le premier est abaissé par incréments jusqu'à l'endroit où la pièce frittée est en cours de formation et le second est relevé par incréments pour fournir de la poudre au cylindre de fabrication de pièces par l'intermédiaire d'un mécanisme à rouleaux. Une fine couche de poudre est d'abord déposée dans le cylindre de fabrication partielle, puis un faisceau laser est focalisé sur cette couche, traçant et fondant/frittant une section transversale particulière, qui se resolidifie ensuite en un solide. La poudre est les zones qui ne sont pas touchées par le faisceau laser restent lâches mais supportent toujours la partie solide. Ensuite, une autre couche de poudre est déposée et le processus répété plusieurs fois pour obtenir la pièce. À la fin, les particules de poudre libre sont secouées. Tous ces éléments sont exécutés par un ordinateur de contrôle de processus à l'aide d'instructions générées par le programme de CAO 3D de la pièce en cours de fabrication. Divers matériaux tels que les polymères (tels que l'ABS, le PVC, le polyester), la cire, les métaux et les céramiques avec des liants polymères appropriés peuvent être déposés.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING : Semblable au frittage sélectif par laser, mais utilisant un faisceau d'électrons pour fondre des poudres de titane ou de chrome-cobalt pour fabriquer des prototypes sous vide. Certains développements ont été réalisés pour réaliser ce procédé sur les aciers inoxydables, l'aluminium et les alliages de cuivre. Si la résistance à la fatigue des pièces produites doit être augmentée, nous utilisons le pressage isostatique à chaud après la fabrication de la pièce comme processus secondaire.   

 

• IMPRESSION TRIDIMENSIONNELLE : Egalement désignée par 3DP, dans cette technique une tête d'impression dépose un liant inorganique sur une couche de poudre non métallique ou métallique. Un piston portant le lit de poudre est progressivement abaissé et à chaque étape le liant est déposé couche par couche et fondu par le liant. Les matériaux en poudre utilisés sont des mélanges de polymères et des fibres, du sable de fonderie, des métaux. En utilisant simultanément différentes têtes de reliure et des liants de couleurs différentes, nous pouvons obtenir différentes couleurs. Le processus est similaire à l'impression à jet d'encre mais au lieu d'obtenir une feuille colorée, nous obtenons un objet tridimensionnel coloré. Les pièces produites peuvent être poreuses et peuvent donc nécessiter un frittage et une infiltration de métal pour augmenter sa densité et sa résistance. Le frittage brûlera le liant et fusionnera les poudres métalliques. Des métaux tels que l'acier inoxydable, l'aluminium, le titane peuvent être utilisés pour fabriquer les pièces et comme matériaux d'infiltration, nous utilisons couramment le cuivre et le bronze. La beauté de cette technique est que même des assemblages compliqués et mobiles peuvent être fabriqués très rapidement. Par exemple, un engrenage, une clé en tant qu'outil peut être fabriqué et aura des pièces mobiles et tournantes prêtes à être utilisées. Différents composants de l'ensemble peuvent être fabriqués avec différentes couleurs et le tout en une seule fois.  Téléchargez notre brochure sur :Les bases de l'impression 3D métal

 

• FABRICATION DIRECTE et OUTILLAGE RAPIDE : outre l'évaluation de la conception, le dépannage, nous utilisons le prototypage rapide pour la fabrication directe des produits ou l'application directe dans les produits. En d'autres termes, le prototypage rapide peut être intégré aux processus conventionnels pour les rendre meilleurs et plus compétitifs. Par exemple, le prototypage rapide peut produire des modèles et des moules. Des modèles d'un polymère en fusion et en combustion créés par des opérations de prototypage rapide peuvent être assemblés pour un moulage à modèle perdu et revêtus. Un autre exemple à mentionner est l'utilisation de 3DP pour produire une coque de coulée en céramique et l'utiliser pour les opérations de coulée de coque. Même les moules à injection et les inserts de moule peuvent être produits par prototypage rapide et on peut économiser plusieurs semaines ou mois de délai de fabrication de moules. En analysant uniquement un fichier CAO de la pièce souhaitée, nous pouvons produire la géométrie de l'outil à l'aide d'un logiciel. Voici quelques-unes de nos méthodes d'outillage rapide populaires :
MOULAGE RTV (Room-Temperature Vulcanizing) / COULAGE URETHANE : L'utilisation du prototypage rapide permet de réaliser le patronage de la pièce souhaitée. Ensuite, ce modèle est enduit d'un agent de séparation et du caoutchouc RTV liquide est versé sur le modèle pour produire les moitiés de moule. Ensuite, ces demi-moules sont utilisés pour mouler par injection des uréthanes liquides. La durée de vie du moule est courte, seulement comme 0 ou 30 cycles mais suffisante pour la production de petits lots. 
MOULAGE PAR INJECTION ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) : Grâce à des techniques de prototypage rapide telles que la stéréolithographie, nous réalisons des moules à injection. Ces moules sont des coques avec une extrémité ouverte pour permettre le remplissage avec des matériaux tels que l'époxy, l'époxy chargé aluminium ou les métaux. Encore une fois, la durée de vie du moule est limitée à des dizaines ou des centaines de pièces maximum. 
PROCÉDÉ D'OUTILLAGE EN MÉTAL PROJETÉ : Nous utilisons un prototypage rapide et réalisons un modèle. Nous pulvérisons un alliage zinc-aluminium sur la surface du motif et l'enduisons. Le motif avec le revêtement métallique est ensuite placé à l'intérieur d'un flacon et mis en pot avec un époxy ou un époxy rempli d'aluminium. Enfin, il est retiré et en produisant deux de ces demi-moules, nous obtenons un moule complet pour le moulage par injection. Ces moules ont une durée de vie plus longue, dans certains cas, en fonction du matériau et des températures, ils peuvent produire des milliers de pièces. 
PROCÉDÉ KEELTOOL : Cette technique peut produire des moules avec 100 000 à 10 millions de cycles de vie. Grâce au prototypage rapide, nous produisons un moule RTV. Le moule est ensuite rempli d'un mélange constitué de poudre d'acier à outils A6, de carbure de tungstène, de liant polymère et laissé durcir. Ce moule est ensuite chauffé pour brûler le polymère et fusionner les poudres métalliques.  L'étape suivante est l'infiltration de cuivre pour produire le moule final. Si nécessaire, des opérations secondaires telles que l'usinage et le polissage peuvent être effectuées sur le moule pour de meilleures précisions dimensionnelles.