Imprimer en 3D des pièces en métal rapidement et avec souplesse

Trumpf étoffe son portefeuille de produits dédiés à la fabrication additive de pièces en métal avec des solutions « Plug and play » destinées aussi bien aux novices qu’aux professionnels. Objectif du fabricant de lasers : offrir à ses clients un pack complet comprenant la source de rayon laser, la machine, la poudre, le service et le conseil sur l’application.

Le spécialiste du laser élargit son portefeuille de technologies et de produits dans le domaine des imprimantes 3D industrielles. À l’occasion du salon Formnext qui s’est déroulé à Francfort, le fabricant a présenté ses nouvelles machines et ses derniers équipements dédiés à la fabrication additive de pièces en métal. Parmi eux, le procédé Laser Metal Fusion (LMF). Grâce à celui-ci et à son autre technologie Laser Metal Deposition (LMD), commercialisée il y a quinze ans et continuellement perfectionnée depuis, Trumpf est le seul fabricant au monde qui détient toutes les technologies laser pertinentes pour l’impression 3D industrielle. Trumpf propose les deux procédés, LMF et LMD.

Le principe de la fabrication additive est attrayant : couche après couche, la combinaison du laser et de la poudre métallique donne forme à la pièce souhaitée grâce à des données fournies directement par un programme de construction 3D. Sur les machines LMF, la pièce apparaît couche après couche sur un lit de poudre. Cette technologie est particulièrement adaptée à la fabrication de pièces aux formes géométriques complexes, comme par exemple des canaux intérieurs ou des cartes, ou encore à la production économique de pièces détachées ou de petites séries.

TruPrint : des imprimantes 3D dotées de la nouvelle technologie LMF

C’est précisément ce type d’application que Trumpf vise avec sa nouvelle machine LMF TruPrint 1000. Ce modèle compact s’adresse aussi bien aux novices qu’aux professionnels et peut générer des pièces allant jusqu’à 100 millimètres de haut et 100 millimètres de diamètre. L’interface utilisateur, optimisée pour un contrôle facile sur écran tactile, fait naviguer l’opérateur de manière intuitive d’une étape à la suivante. L’armoire compacte de la TruPrint 1000 abrite tous les composants nécessaires : le laser, l’équipement optique, la chambre de traitement, l’unité de filtration et le poste de commande. L’intérêt majeur réside dans la chambre de traitement où un réservoir, une chambre de construction et un container de récupération sont alignés sur un même axe. Le réservoir peut contenir jusqu’à 1,4 L de poudre d’acier inoxydable, d’acier à outils, d’aluminium ou de tout autre matériau fusionnable.

Le processus est le suivant : le mécanisme de recouvrement verse de la poudre du réservoir dans la chambre de construction, où un faisceau laser d’une puissance de 200 watt vient faire fusionner la première couche de poudre selon les contours de la pièce voulue. L’étape suivante consiste à baisser la chambre de construction et à faire tomber l’excédent de poudre dans le container de récupération. Ce processus est répété autant de fois que nécessaire jusqu’à ce que la pièce soit entièrement fabriquée. À chaque retour vers le réservoir, la mécanique intelligente fait s’incliner légèrement le mécanisme de recouvrement afin qu’il revienne à la même vitesse qu’à l’aller sans heurter le lit de poudre ou la pièce en cours de construction. Pour empêcher la formation d’oxyde et éviter tout risque d’incendie, l’ensemble du processus se déroule sous atmosphère de gaz protecteur, avec un taux d’oxygène de 0,1 %.

Aux côtés du modèle compact TruPrint 1000, Trumpf a également dévoilé un prototype de la TruPrint 3000 à l’occasion de Formnext. Ce nouveau modèle, plus grand et également basé sur la technologie LMF, permet de générer des pièces d’une taille allant jusqu’à 400 millimètres de haut et 300 millimètres de diamètre pour la fabrication industrielle. Pour garantir un haut niveau de fiabilité du processus et de qualité des pièces, la température à l’intérieur de la chambre de traitement du TruPrint 3000 peut monter jusqu’à 500 degrés.

Nouveau pack LMD : augmenter le volume des pièces et le taux de rendement

Trumpf a aussi perfectionné sa technologie LMD et présenté de nouvelles solutions sur Formnext, indiquées notamment pour ajouter du volume et de la structure à des pièces existantes, des commodes connecteurs, par exemple. Sur les machines LMD, le faisceau laser crée un bain de fusion à la surface du composant et fusionne la poudre versée en même temps et selon le même axe en fonction de la forme voulue. Les billes fusionnées entre elles forment une couche. La superposition d’un grand nombre de couches forme un corps qui peut se développer en toute direction.

Le grand avantage de la technologie LMD est que l’ingénierie qu’elle requiert est mature. Il est donc possible, en fonction des spécificités de l’application, d’associer le pack LMD à l’imposante TruLaser Cell 7040 à 5 axes ou à la plus compacte TruLaser Cell 3000. L’autre avantage réside dans l’accroissement du taux de rendement. Avec une capacité d’ajout de matériau de 500 centimètres cube par heure, la LMD peut s’avérer plus rentable que les processus de fabrication traditionnels. Par ailleurs, les possibilités de combinaison de matériaux sont illimitées. Il est possible de produire presque toutes les structures en sandwich que l’on veut. Le processus s’exécute à l’air libre sur la surface de la pièce, ce qui réduit les temps morts et donc le coût par pièce.

Avec son nouveau portefeuille de technologies et de produits, Trumpf entend ainsi offrir à ses clients un pack complet comprenant la source de rayon laser, la machine, la poudre, le service et le conseil sur l’application. Le tout auprès d’un seul fournisseur. Rappelons que Trumpf est une entreprise de haute technologie spécialisée dans les solutions de fabrication pour les secteurs des machines-outils, des technologies laser et de l’électronique. Ces solutions interviennent pour la fabrication de produits variés, allant de l’industrie automobile ou du bâtiment jusqu’à des solutions innovantes de stockage de l’énergie ou de données, en passant par les appareils mobiles. Trumpf est l’un des leaders dans le monde de la technologie et du marché des machines-outils destinées à la transformation flexible des tôles et des lasers industriels.

N° 75 avril 2016