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Matériaux et fabrication additive – Cinq conseils essentiels pour passer en série

Matériaux et fabrication additive – Cinq conseils essentiels pour passer en série

by Gaëtan Lefèvre20 mars 2018
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La possibilité de fabriquer des pièces de série moins chères, possédant de nouvelles formes, conçues avec de nouvelles matières, est le rêve de chaque ingénieur ! Grâce à la fabrication additive, ce rêve est devenu réalité. Cette technologie est donc un réel enjeu stratégique pour les industriels de tous domaines. Mais comment éviter les erreurs ­? Comment faire les bons choix dans un domaine où les évolutions sont constantes ? Comment disposer d’informations utiles et à jour ?

Par Victor Arnoux, Granta Design.

Aujourd’hui, la fabrication additive ne vise plus seulement le prototypage, mais bien l’élaboration de pièces en série devant répondre à des contraintes mécaniques et opérationnelles. Ces nouveaux processus permettent d’obtenir des pièces plus légères ; ils entraînent moins de travail d’assemblage et donc des gains techno-économiques. Pour tirer tous les avantages de ces nouvelles possibilités, il faut toutefois s’assurer de disposer des informations requises pour concevoir dans les outils de CAO, pour anticiper les comportements des pièces grâce aux outils de simulation ou encore s’assurer de la répétabilité des performances ciblées. Dans un tel contexte, la capitalisation d’informations joue un rôle clé. Il est primordial de mettre en place des systèmes de capture et de partage d’informations matériaux-procédés. Primordial à la fois pour permettre d’utiliser ces technologies en production, mais également pour permettre d’améliorer l’intelligence matériaux d’une société dans un contexte concurrentiel exigeant.

Voici cinq conseils découlant du résultat de nos expériences avec de nombreux clients. Ceux-ci vous permettront de tirer parti au plus vite de tous les avantages de la fabrication additive.

1 – Garantir le lien digital pour toutes vos informations matériaux et procédés.

Il s’agit ici de garantir la traçabilité complète des données que vous allez capitaliser. Cela paraît difficile pour la fabrication additive, étant donné le nombre de paramètres pouvant impacter la qualité des pièces. Toutefois, c’est un facteur primordial qui permet d’éviter tout questionnement sur la provenance des informations les coûts de tests répétés. De plus, l’automation de la capture des données rend ce processus réalisable assez simplement.

2 – Utiliser un schéma validé et testé pour augmenter vos chances de succès.

Les participants au projet européen AMAZE ont créé un schéma de partage de données permettant de capturer l’ensemble des renseignements nécessaires pour partager les informations critiques à la fabrication additive de pièces. Ce schéma est maintenant disponible sur simple demande. La création d’un schéma est généralement coûteux en temps. Réutiliser un schéma validé et l’adapter aux circonstances particulières de votre entreprise permet donc des gains de temps ainsi qu’une réduction importantes des coûts de projet.

3 – Analyser les données et mettre en évidence les paramètres les plus impactants sur la qualité de vos pièces.

En fabrication additive, le nombre de critères pouvant influer sur les pièces produites est époustouflant ­: la matière, sa composition ou sa répartition, la machine et sa paramétrie, le procédé et la stratégie de lasage, etc. Déterminer les critères les plus influents est un véritable challenge. Pour cela, il est crucial de choisir un système permettant d’analyser et de visualiser rapidement les résultats obtenus en fonction des différents paramètres. Cela permet de concentrer ses efforts de tests et de réduire le coût d’acquisition de connaissances.

4 – Utiliser un maximum de données de qualité validées.

Pour minimiser les coûts, il est également primordial de garantir un accès aux connaissances dites « ­publiques », et donc préalablement validées pour servir au dimensionnement. Les bases de données sont encore rares dans le domaine de la fabrication additive, mais disposer de bases reconnues pour les matériaux et les technologies traditionnelles aidera aux comparaisons et réduira le coût global d’un système. Cela permet également d’investir une plus grande part de budgets de caractérisation vers la fabrication additive.

5 – S’assurer que les outils utilisés peuvent s’intégrer aux plates-formes déjà en place pour distribuer l’information.

Lors d’un récent webinaire, M. Thibault Levy, chef de projet matériaux chez Safran Aircraft Engine, est revenu sur ce point. Les deux cents ingénieurs matériaux de Safran Aircraft Engine doivent répondre aux attentes de plus de deux milles ingénieurs de bureaux d’études, à la fois en données matériaux, en expertise et en support pour le choix. Cela dans un contexte difficile puisque Safran est passé d’un moteur développé en dix ans à trois moteurs développés en deux ans. Il a donc fallu revoir les méthodes de partage d’informations entre les départements et mettre en place de nouveaux moyens de distribuer les informations. L’intégration des informations directement dans les outils de CAO et de simulation a été un critère clé lors du choix du système. Les avantages mesurés depuis le lancement ont été multiples. Les ingénieurs n’ont pas eu besoin de formation puisque le nouveau système est caché derrière leur outil de travail. L’adoption a été rapide avec plus de mille utilisateurs en deux mois seulement après le lancement du système. Les gains de temps ont été significatifs avec une estimation de deux heures par simulation.

Gestion d’informations pour la fabrication additive – Source : Granta Design

Vous avez maintenant les clés pour mettre en place un système de partage d’informations efficace rapidement et à moindre coût. Pour conclure, ajoutons le conseil de M. Alain Jean Gauthier de l’équipe « Matériaux, procédés, fabrication additive » du CEA : « Nous centralisons et structurons nos connaissances liées aux matériaux et machines dans une base conçue avec les outils de Granta Design. Ce travail nous permet de gérer les accès et la diffusion contrôlée de certaines de ces connaissances au sein de notre réseau pour favoriser la mise en place d’une filière fabrication additive forte en France. » Pour le CEA, il est essentiel, étant donné la dispersion des centres et de l’expertise, de pouvoir rapidement identifier les experts dans un domaine. Mettre en place un outil capturant les données avec des liens vers les experts permet une acquisition plus rapide de connaissances et réduit la répétition chère et inutile du travail.

Ruban de Möbius formé
par fusion laser sélective –
Source : TWI Ltd

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Gaëtan Lefèvre

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