Mise en oeuvre de la technologie TEMPUS™ de Renishaw (crédits photo : Renishaw )
De l’optimisation des logiciels permettant de mieux détecter et corriger les erreurs d’impression, jusqu’à l’automatisation des opérations de post-traitement telles que la suppression des supports et le retrait des pièces, en passant par la multiplication des lasers, les acteurs de l’impression 3D rivalisent d’inventivité pour réduire le temps de fabrication. On le sait, cette vitesse d’exécution constitue l’un des points clefs d’amélioration de cette technologie pour son industrialisation.
Dans ce contexte, il est toujours intéressant de voir par quel bout les fabricants d’imprimantes 3D prennent cette problématique étroitement liée à la productivité. Les origines de cette limitation de vitesse sont souvent plus variées et complexes qu’on ne l’imagine.
La stratégie adoptée par Renishaw pour ses imprimantes 3D métal à fusion laser sur lit de poudre, réside dans l’utilisation d’un nouvel algorithme de numérisation. Une technologie baptisée TEMPUS™, dont le fabricant britannique explique qu’elle permet aux lasers de se déclencher pendant que le recoater se déplace. Le gain de temps est très significatif, puisqu’au final cela permet de gagner 9 secondes par couche de construction. Sur l’ensemble du cycle, cela réduit le temps de construction de 50%, et ce, sans impacter bien sûr la qualité des pièces.
Rappelons que le recoater joue un rôle essentiel dans le processus d’impression. Se présentant généralement sous la forme d’une lame, cet élément de l’imprimante se déplace horizontalement au-dessus du lit de poudre. Sa fonction est de distribuer une fine couche de poudre, sur la surface de construction, préparant ainsi le lit pour la prochaine couche d’impression. Il doit le faire de manière uniforme pour assurer une épaisseur de couche constante. Une fois que le lit de poudre a été uniformément préparé par le recoater, un laser de haute puissance est utilisé pour fondre sélectivement la poudre métallique conformément aux données du modèle 3D. L’opération est ainsi répétée jusqu’à l’obtention de la pièce finale.
« La réduction du temps machine par pièce se traduit donc par une production plus rentable… »
(crédit photos : Renishaw)
Renishaw détaille le fonctionnement de sa technologie TEMPUS™ en expliquant que pendant que le recoater étale une couche de poudre, les lasers la suivent de près, fondant la poudre fraîchement étalée avant même que le recycleur ne termine son déplacement. Lorsque le recoater retourne au doseur pour récupérer plus de poudre, les lasers contournent habilement le recycleur et continuent de fondre la couche en cours, éliminant ainsi le temps d’attente.
Au moment où le recoater commence à déposer la couche suivante de poudre, les lasers achèvent le traitement de la couche précédente et débutent simultanément le traitement de la nouvelle couche. Grâce à la technologie TEMPUS™, le temps nécessaire par couche est donc réduit, ce qui entraîne une diminution significative des temps de cycle.
Renishaw précise que l’optimisation convient mieux à certaines géométries de pièces qu’à d’autres, mais toutes les géométries peuvent présenter des avantages en termes de productivité. Les pièces présentant des caractéristiques verticales fines, par exemple, sont susceptibles de bénéficier de gains de productivité proportionnellement plus élevés.
« La réduction du coût par pièce est essentielle à l’adoption plus large de la technologie FA », a expliqué Louise Callanan, directrice de la fabrication additive chez Renishaw. « Aujourd’hui, le principal facteur contribuant au coût des pièces pour la plupart des composants est le temps passé à construire la pièce sur la machine elle-même. La réduction du temps machine par pièce se traduit donc par une production plus rentable. C’est pourquoi nous sommes ravis de commercialiser la technologie TEMPUS et le nouveau système RenAM 500 Ultra », a ajouté Callanan. « Nous pensons que les économies de temps et d’argent qu’apportent la technologie TEMPUS et le système RenAM 500 Ultra ouvriront la FA à des applications de production de masse là où la technologie n’aurait pas été viable auparavant. Parallèlement, ces innovations apporteront des gains de productivité cruciaux aux utilisateurs de fabrication additive qui souhaitent une production à grande échelle au coût par pièce le plus bas .»
Le fabricant britannique indique que sa technologie TEMPUS™ est disponible sur tous les systèmes de sa série RenAM 500, y compris la RenAM 500 Ultra, lesquels embarquent un (500S) ou quatre (500Q) lasers haute puissance, chacun capable d’accéder simultanément à l’ensemble du lit de poudre. Cela permet une affectation laser efficace et des taux de fabrication nettement plus élevés, améliorant ainsi la productivité et réduisant le coût par pièce.
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