News Mercredi 9 septembre 2020 - 10:26

La simulation au service de la fabrication additive

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Par opposition aux techniques de fabrication traditionnelles telles que l’usinage, la fabrication additive consiste en l'ajout séquentiel de différentes couches de matériau jusqu'à obtention de la pièce désirée. Le passage du fichier numérique à la pièce physique est un élément clé du process de fabrication additive. Il est rapide et quasi-direct. Toutefois, la pièce obtenue par un procédé d’impression 3D n’est pas spontanément parfaite. Pourtant, il est nécessaire qu'elle réponde au cahier des charges. Il est nécessaire de s’assurer que le procédé utilisé ne va pas déformer la pièce comme cela peut être le cas en fabrication additive métallique qui peut encore se révéler imprévisible. Certains métaux comme le titane imposent de fortes températures de fusion et, de surcroît, se dissipe mal. Ils accumulent des énergies capables de déformer un plateau de fabrication. Afin de limiter au maximum les erreurs, les impressions inutiles et de concevoir au mieux, un logiciel de simulation est fondamental.

Simuler l’impression 3D permet alors de mieux maîtriser la fabrication des pièces.

Devant la complexité des phénomènes physiques en jeu, la simulation est donc un atout majeur pour limiter le nombre d'itérations permettant de valider la pièce en amont de la production. Elle offre également des informations rapides et économiques sur la manière dont le processus d’impression réagira, sur les positionnements sur le plateau de fabrication et sur les paramètres de la machine. En utilisant un outil de simulation, les ingénieurs peuvent prédire avec précision le comportement du matériau et les propriétés des pièces imprimées en 3D. Ils peuvent :

  • évaluer les résultats du processus d’impression 3D pour anticiper le comportement du matériau de la pièce imprimée ;
  • analyser les variations de propriétés, telles que l’orientation, le volume et la direction d’impression afin notamment d’optimiser le processus d’impression ;
  • obtenir une description précise du comportement du matériau et des mécanismes de défaillance ;
  • éviter de produire des pièces qui ne répondent pas aux exigences, en tenant compte des effets du processus d’impression 3D ;
  • explorer les effets de la fabrication et leurs comportements.

Les entreprises qui intègrent la simulation bénéficient d’une amélioration de la qualité du produit final, ainsi que d'une réduction des coûts et du temps de production grâce à un ensemble de process standardisés.

Quelle que soit la méthode, la justesse d’une simulation dépendra toujours de la précision des données (matériau et procédé) sur lesquelles elle repose. Les résultats doivent également être validés par des tests physiques sur les pièces concernées. Ce cycle de validation doit s’appuyer sur une gestion de données structurée permettant le nivellement des informations, depuis les données d’essai brutes jusqu’à celles consolidées et validées pour la simulation.

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