Thermwood construit une machine CNC géante pour fabriquer ses imprimantes 3D à grande échelle

machine cnc très grand format de Thermwood

Fabricant historique de machines CNC à grande échelle, Thermwood a vite compris l’intérêt qu’il avait à se positionner sur le segment de la fabrication additive très grand format, un marché plus modeste, mais beaucoup moins concurrentiel. Les machines commercialisées par cette entreprise américaine sont particulièrement impressionnantes. On parle ici de surfaces de construction de 3 x 6 mètres, et pouvant même aller jusqu’à 3 x 10 mètres.

Ces dimensions hors norme que l’on retrouve généralement sur les systèmes d’impression 3D béton, reposent sur un système d’extrusion à granulés plastiques FRP (Plastique renforcé de fibres), qui réduit considérablement le coût opérationnel grâce à des granulés beaucoup moins chers que les filaments, tout en permettant des impressions plus rapides.

Les imprimantes de Thermwood sont des machines hybrides équipées d’un double portique, un pour l’extrudeuse et l’autre pour le routeur CNC à 5 axes. La pièce est d’abord imprimée en 3D couche par couche, légèrement plus grande que sa taille finale, puis découpée à la taille et forme voulues à l’aide du routeur CNC. Ses machines seraient capables de déposer entre 70 et 135 kilos de matériaux par heure.

Cette semaine Thermwood a créé la surprise en dévoilant la plus grande machine CNC que l’entreprise ait jamais construite. Monté sur un socle spécial en béton armé, ce monstre de 51 tonnes baptisé M400, ne se destine pas à la vente, mais pour la production de pièces métalliques pour ses machines de fabrication additive à grande échelle LSAM (pour Large Scale Additive Manufacturing). Thermwood explique en effet que sa propre demande pour l’usinage de grandes pièces était devenue trop importante. « Bien que le concept de conception soit en cours depuis plusieurs années, il a fallu environ huit mois pour mener à bien le projet et mettre la machine en production. » Souligne le fabricant américain.

« La tête d’usinage des métaux à cinq axes refroidie par liquide peut générer jusqu’à 40 CV à des vitesses allant jusqu’à 20 000 tr/min. »

pièce réalisée sur la LSAM de Thermwood

Pièce réalisée sur la LSAM de Thermwood dans le cadre du programme 777X de Boeing

La M400 possède une table en acier de 15 pieds (5 mètres) de large et 35 pieds (11,5 mètres) de long au sol qui pèse à elle seule 21 000 livres (environ 10 000 kg). L’énorme portique en acier, monté sur des parois parallèles, se déplace sur quatre rails en acier. Il a également la particularité de pouvoir être déplacé de haut en bas sur quatre pieds. L’axe Z, monté sur le portique, dispose d’un déplacement supplémentaire de quatre pieds de servocommande, de sorte qu’il est possible d’usiner des pièces pouvant atteindre huit pieds de haut.

« Le fait de déplacer l’ensemble du portique au lieu d’utiliser un axe Z de huit pieds permet de réduire le porte-à-faux et d’obtenir une rigidité nettement supérieure et des surfaces usinées de meilleure qualité. » Explique Thermwood. « La tête d’usinage des métaux à cinq axes refroidie par liquide peut générer jusqu’à 40 CV à des vitesses allant jusqu’à 20 000 tr/min. La charge utile, c’est-à-dire les parties de la machine qui se déplacent sous servocommande, pèse 18 tonnes (36 000 livres). »

La M400 est contrôlée par le SuperControl Quad-Core de Thermwood, la même commande CNC conçue et construite par Thermwood que celle utilisée sur ses routeurs CNC et systèmes LSAM. Cette machine est, de loin la plus grande et la plus lourde construite par Thermwood à ce jour.

Thermwood compte parmi ses clients le constructeur automobile Local Motors, à l’origine du minibus autonome imprimé en 3D Olli. Dans son usine à Knoxville, l’entreprise utilise une imprimante LSAM pour imprimer directement les différentes pièces du véhicule. Les impressions XXL sont réalisées à partir de granulés composés à 80% d’ABS et à 20% de fibres de carbone. Sa capacité à produire d’énormes moules séduit aussi l’industrie aérospatiale, qui peut produire les moules beaucoup plus rapidement et à moindre coût. Le prix de ses systèmes avoisinerait les 2,2 millions de dollars pour la version 3 x 6 mètres.

système CNC