Si la vitesse de fabrication et la disponibilité des matériaux constituent l’une des clefs à l’industrialisation de l’impression 3D, l’anticipation à d’éventuelles déformations des pièces doit également être surmontée pour répondre aux défis de la grande série. Il existe pour cela des logiciels spécifiques de pré-traitement dits « de simulation », qui permettent d’optimiser une pièce et de tester sa résistance mécanique avant son impression. En partenariat avec la start-up allemande Additive Works, le numéro deux mondial de la fabrication additive EOS a développé un nouveau logiciel dénommé Amphyon.
Présenté comme facile à utiliser et intuitif, ce logiciel est capable de simuler le processus de fabrication additive avant l’exécution réelle, identifiant et optimisant les zones potentiellement problématiques sur la pièce à produire. En augmentant la précision de la forme, la qualité de surface, ainsi que la productivité et la stabilité de fabrication, les entreprises peuvent diminuer le temps et les coûts de développement de leurs composants en fabrication additive.
PDG d’Additive Works le Dr. Nils Keller déclare : « Même si la technologie de fabrication additive en elle-même est très mature, il peut être très difficile, en particulier pour les utilisateurs inexpérimentés, de prévoir si la pièce produite sera conforme aux attentes. Lorsque la pièce fabriquée présente des problèmes, comme des défauts de surface, cela se traduit par une perte de temps et des coûts supplémentaires de matériaux. Amphyon apporte une réponse à cette problématique. » Il précise : « L’utilisation d’un logiciel de simulation est courante dans les méthodes de fabrication traditionnelle. Avec Amphyon, la simulation devient une solution pour la fabrication additive, soulignant son utilisation accrue et l’évolution des exigences de l’impression 3D industrielle pour la production en série. »
Tester la pièce virtuellement avant sa fabrication
Amphyon prévoit les difficultés potentielles de fabrication et automatise les étapes de pré-traitement en fonction des connaissances. Les entreprises peuvent optimiser les pièces en amont et minimiser les risques de défauts, tout en profitant d’un processus de fabrication efficace. Pour faciliter l’utilisation, Amphyon base toutes les étapes sur le principe ASAP (Assessment – Simulation – Adaption – Process : Evaluation – Simulation – Adaptation, Processus), un nouveau workflow de préparation des tâches pour le frittage laser direct de métal. Amphyon se compose de plusieurs modules logiciels différents et prend en charge l’évaluation des pièces par domaine d’application, l’optimisation du support et la simulation du processus.
Au cours de la phase d’évaluation, un module examine la géométrie de la pièce et détermine toutes les possibilités d’orientations de fabrication. Cette tâche peut difficilement être effectuée manuellement, car l’orientation idéale dépend toujours de l’application en termes de temps de fabrication, de volume de support, d’efforts de post-traitement et de déformation de la pièce. Grâce à l’évaluation de la conception, Amphyon identifie automatiquement la meilleure orientation de la pièce dans la chambre de fabrication du système d’impression 3D.
Au cours de la phase de simulation, deux modules sont disponibles : le module Support, qui est encore en phase bêta, et le module MPS (Mechanical Process Simulation : Simulation du Processus Mécanique). Le module Support permet de produire automatiquement des structures de support optimisées. Ces structures servent de support à la pièce sur la plate-forme de fabrication et définissent les résultats du processus. Les routines d’optimisation innovantes d’Amphyon adaptent la perforation du support, ainsi que les interfaces entre la pièce et le support, en fonction des charges de processus calculées.
Le logiciel permet non seulement d’éliminer le temps et les coûts nécessaires à la génération manuelle du support, mais aussi d’économiser le matériau et d’augmenter la stabilité du processus, évitant ainsi les échecs de fabrication coûteux. Le module MPS met à la disposition des utilisateurs une solution rapide et intuitive pour simuler les mécanismes du processus et calculer les distorsions. Ces dernières peuvent être compensées facilement par le logiciel en créant et en exportant un fichier STL « pré-déformé ». Enfin, les capacités de simulation d’Amphyon permettent d’assurer la stabilité du processus et la précision de conception de la pièce fabriquée.
Pour faciliter et affiner la précision de la simulation, les principaux matériaux métalliques d’EOS sont intégrés dans le logiciel Amphyon et calibrés en fonction de leurs propriétés. L’objectif est de calibrer et d’implémenter tous les matériaux métalliques d’EOS à l’avenir.
Un partenariat pour rationaliser le processus d’impression 3D
Martin Steuer, Responsable Produits Logiciels et Services d’EOS déclare : « Alors que la grande majorité du public pense que la fabrication additive permet de créer des objets en trois dimensions à partir d’une conception numérique en cliquant simplement sur un bouton, les utilisateurs de la technologie savent que la réalité est plus complexe. EOS et Additive Works sont unis par la même mission : rendre l’impression 3D industrielle encore plus intuitive et facile à utiliser. Nous sommes très heureux de collaborer sur le développement d’une simulation du processus de fabrication additive. Simuler avant de créer est primordial pour mettre en place, dès le départ, un processus de frittage laser efficace avec des métaux ».
Amphyon a été développé par Additive Works, une start-up allemande fondée en 2015. EOS propose la solution logicielle à ses clients dans le cadre de son partenariat avec l’entreprise. Les deux entreprises vont développer d’autres améliorations pour Amphyon qui compléteront la gamme EOS de matériaux, processus et systèmes. L’objectif est d’intégrer les modules d’évaluation, de simulation et de support d’Amphyon dans EOSPRINT 2, le logiciel de gestion des tâches et des processus d’EOS.
*crédits de toutes les photos : Amphyon
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