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La fabrication additive intégrée à l’usine de demain

La fabrication additive intégrée à l’usine de demain

by Gaëtan Lefèvre20 novembre 2015
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Lors du salon Formnext à Francfort, qui se tient du 17 au 20 novembre 2015, la société Concept Laser a présenté un nouveau concept de machine intégrée, nommé « AM usine de demain » (« AM Factory of Tomorrow », en anglais, dans le communiqué). Cette dernière propose une nouvelle architecture de production pour un niveau d’industrialisation plus performant, notamment en termes de qualité et de flexibilité. Cette architecture intègre la fabrication additive dans l’environnement de production générale. Une approche nouvelle dans la conception d’usinage, mais assez logique dans le processus d’avancement de l’utilisation de ces nouvelles technologies. La société Concept Laser a annoncé le lancement de cette « usine de demain » à la fin de l’année 2016.

Nouvelle approche de production

Jusqu’à aujourd’hui, la fabrication additive n’était pas, forcément, intégrée à l’environnement de production. L’entreprise Concept Laser tente maintenant, avec une nouvelle architecture d’usinage, d’élargir les moyens de production classique. « En résumé, il convient de combiner la préparation de la production, le traitement du travail, le suivi et la fabrication additive. L’intention est principalement de réduire les temps de pause en rendant les machines autonomes. Le potentiel d’amélioration de la valeur ajoutée dans la chaîne de production est considérable. Contrairement aux approches purement quantitatives de concepts de machines, nous voyons ici une approche fondamentalement nouvelle pour développer la production industrielle », explique Florian Bechmann, responsable R&D chez Concept Laser.

Séparation des pôles de production

Cette nouvelle architecture de production se caractérise principalement par la séparation de plusieurs pôles : la « pré-production », la « production » et le « post-traitement », rendue possible grâce à la flexibilité des machines. Concept Laser souhaite ainsi coordonner les différents processus de fabrication avec des interfaces, et augmenter la flexibilité de la conception pour créer une approche intégrée. Ce procédé devient réalisable grâce à une structure modulaire cohérente des stations de traitement et de production qui, en termes de combinaison et d’interconnexion, offre plus de souplesse. Par exemple, l’utilisateur de la machine sera en mesure de moduler de façon très précise la production en termes de géométrie ou de matériau. Dans l’ensemble, le niveau d’efficacité et de disponibilité du système de production sera nettement amélioré, avec une réduction significative du besoin d’espace requis. Les tests de l’entreprise ont montré que l’espace de production requis peut être réduit jusqu’à 85 % par rapport aux offres existantes à l’heure actuelle. Parallèlement, la puissance du laser par mètre carré a été augmentée. Florian Bechmann poursuit la présentation : « Les capacités de construction ont considérablement été augmentées grâce à la technologie de multi-lasers. Nous souhaitons maintenant utiliser un concept de machine intégrée pour mettre en évidence les moyens possibles d’une approche de l’« Industrie 4.0 ». La valeur ajoutée industrielle et l’amélioration de la production en série peuvent encore être améliorées ».

Conception modulaire

La plateforme de cette machine possède une dimension de 400 x 400 x 400 mm, et une résolution « classique » selon le communiqué de l’entreprise. La machine est disponible avec 1, 2 ou 4 lasers de puissance comprise entre 400 et 1000 watts. La disposition de ces lasers a été conçue de manière à ce que si un laser tombe en panne, les trois autres puissent couvrir entièrement la surface de production. « La multiplication des lasers permet d’augmenter la vitesse de production mais aussi le niveau de complexité des pièces produites. Cependant, cette technologie rend les outils plus sensibles et donc plus vulnérables. L’effet positif désiré peut ainsi se transformer en effet négatif », affirme toutefois le responsable R&D chez concept Laser.

La machine dispose aussi de stations de tamisage intégré et de gestion de poudres. Les étapes de préparation de production et de tamisage prennent alors place dans un système autonome, limitant ainsi les manipulations des matériaux. Cette machine a aussi été conçue à partir de « cellules de production ». Ces dernières permettent à l’utilisateur de pouvoir lier ou, au contraire, séparer les différentes étapes de production.

L’usine de demain sera automatisée

Cette « usine de demain » dispose de trois types de modules : un module de traitement, un module de dosage et un module de « débordement » (traduction du communiqué : « process module, dose module and “overflow” module »). Ces modules sont en lien direct, sans aucune utilisation de tuyau ou de tube. Le résultat est un flux fiable de matières avec des débits élevés et une grande flexibilité dans le processus de construction et de manipulation. « Dans le futur, nous pensons que ces « usines de demain » seront largement automatisées », affirme Florian Bechmann.

L’automatisation et la conception modulaire sont, les concepts, au cœur du développement des systèmes de production actuelle. La société Additive Industries a aussi présenté son projet, la machine MetalFab1, lors du salon Formnext.

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Gaëtan Lefèvre

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