Au Formnext, l’équipe d’Additec posant devant leur nouvelle solution Hybrid 3 (crédits photo : Additec)
Là où l’an passé le Formnext avait été marqué par la présence de nombreux systèmes à bras robotiques, la cuvée 2023 (bien que décevante sur le plan de la nouveauté et de l’innovation) a fait la part belle aux solutions d’impression 3D hybrides. On a pu constater qu’ils étaient davantage de fabricants à avoir opté pour cette approche tout en un. Une tendance montante qui vise à pallier aux limites de la fabrication additive en lui associant la fabrication soustractive et inversement, tout en éliminant le besoin de transférer une pièce d’une machine à une autre.
Parmi les fabricants à rejoindre cette tendance, on retrouve désormais l’américain Additec. Plutôt discrète depuis le lancement de sa μPrinter en 2019, la première imprimante 3D métal de bureau à utiliser un laser, l’entreprise a refait parler d’elle lors du Formnext 2023.
Le fabricant y a exposé une solution hybride « Hybrid 3D », dont la particularité rare est de pouvoir combiner trois procédés : deux technologies d’impression 3D + un système CNC. Développée en l’espace de seulement 11 semaines, cette solution 3 en 1 se destine principalement à la production de pièces métalliques pour les applications automobiles.
Additec explique que les deux méthodes additives « LMJ et LDED » disponibles sur ce système hybride, reposent sur un procédé de type DED (dépôt de matière sous énergie concentrée). Héritée de la technologie développée par Elem Additive Solutions, la filiale de fabrication additive métallique de Xerox vendue cet été à Additec, LMJ est une technologie qui s’appuie sur un fil métallique de soudage qui vient alimenter un réservoir chauffé à plus de 800°C. Des gouttelettes de métal sont alors projetées sur un plateau à l’aide d’un champ magnétique. Sa capacité à déposer jusqu’à 1 000 gouttes par seconde, permettrait des impressions particulièrement rapides.
Lorsque j’ai interrogé le CEO d’Additec, Brian Matthew, sur les améliorations apportées par Additec à la technologie initialement développée par Elem, celui-ci m’explique qu’en plus de l’avoir rendu considérablement plus compacte, ses équipes y ont pour la première fois intégré un laser. Des températures plus élevées peuvent être ainsi atteintes par la tête d’impression. « Une tête d’impression à température plus élevée et une assistance laser pour le chauffage local permettent de produire des pièces plus grandes et davantage de matériaux. » m’explique t-il. L’architecture du système a également été optimisée de manière à faciliter le changement d’outils.
« Nous utilisons le laser pour le chauffage local, ce qui nous donnera une gamme de matériaux considérablement améliorée »
Comme d’autres solutions hybrides le démontrent déjà, le fait de pouvoir imprimer des fils de soudage est particulièrement avantageux sur le plan économique et pratique. Cela permet de contourner les contraintes liées aux coûts et à la sécurité associées aux méthodes à fusion laser sur lit de poudre.
Si les technologies LMJ et LDED reposent sur le même fonctionnement, elles répondent en revanche à des besoins différents. Là où la première se distingue par ses capacités d’impression 3D haute résolution, le LDED permet des taux de dépôt élevés. Pour y parvenir le système LDED de l’Hybrid 3 tire parti d’un laser à fibre de 6 kW, émettant à une longueur d’onde de 1 080 nm, pour générer des couches dont l’épaisseur varie entre 0,8 et 1,2 mm. La tête d’outil LMJ peut atteindre une épaisseur minimale de couche de 0,24 mm, présentant une résolution « exceptionnelle » de 0,5 mm.
L’avantage d’un processus hybride tel que celui proposé par Additec, où le dépôt et la fabrication soustractive peuvent être répétés, est de pouvoir combiner la complexité de forme de l’impression 3D aux qualités de l’usinage, lequel permet des finitions de surface améliorées et des tolérances serrées. Pour que l’opérateur puisse jongler facilement entre les deux procédés, Additec a fait en sorte que le changement de tête d’outil soit rapide et facile. Avec un volume de fabrication de 40 x 20 x 25 cm, le système CNC offre une vitesse de broche maximale de 12 000 tr/min et une vitesse de coupe de 21,1 m/min. Grâce à cette approche, les concepteurs peuvent concevoir des pièces plus librement sans être limités par une seule méthode de fabrication.
Concernant la partie matériaux, l’Hybrid 3D offre également l’avantage de reposer sur des fils de soudage particulièrement abordables. L’autre atout est que contrairement aux poudres métalliques fusionnées par laser (que l’on sait très onéreuses), il n’y a pas de pertes. Ils sont utilisés à 100 %, sans déchets. Bien que l’Hybrid se limite pour le moment au fer, au nickel, à l’aluminium et au cuivre, Additec dit vouloir rapidement élargir ses possibilités, avec à l’avenir un éventail de matières similaire à celle du DED laser « Nous élargissons rapidement la gamme de matériaux », a expliqué le PDG d’Additec Brian Mathews. « Nous avons incorporé une assistance laser, et c’est la première fois que cela est réalisé avec le procédé de métal liquide. Nous utilisons le laser pour le chauffage local, ce qui nous donnera une gamme de matériaux considérablement améliorée. »
Selon les dernières informations, l’Hybrid 3D devrait être proposée pour environ 500 000 $. Les premières machines seront expédiées vers la fin du premier trimestre 2024.
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