La combinaison de deux technologies de fabrication
Dans le contexte de l'impression 3D métallique, la fabrication hybride (ou hybrid manufacturing) désigne la combinaison intégrée des processus de fabrication additifs et soustractifs.
Les deux procédés diffèrent dans leur approche de la fabrication des pièces. Alors que la fabrication soustractive enlève de la matière, la fabrication additive crée la pièce couche par couche.
Dans l'industrie métallurgique, les procédés de fabrication conventionnels tels que le tournage, le perçage et le fraisage sont les plus courants. Les centres d'usinage CNC modernes sont utilisés pour fabriquer un grand nombre de pièces. Avec l'aide d'un système de FAO, les machines-outils CNC multi-axes sont capables d'usiner la pièce de manière indépendante et automatique. Toutes les étapes de l'usinage, y compris les étapes nécessaires à la machine telles que le changement de palette, la manipulation des pièces et le changement d'outil, sont programmées et simulées à l'avance pour permettre des processus efficaces sans collisions.
Avantages de la fabrication soustractive
Les procédés de fabrication soustractive présentent des avantages par rapport à la fabrication additive en termes de qualité de surface, de précision des formes et de temps de traitement, en particulier pour les composants de grande taille, avec des géométries relativement simples, et pour la production en série.
Avantages de la fabrication additive
Cependant, la fabrication additive conquiert de plus en plus l'industrie manufacturière par ses possibilités d'impression métallique. Elle est rapide et économe en matériaux et donc plus rentable que la fabrication soustractive. En outre, des structures complexes peuvent être mises en œuvre (liberté de conception) et des composants individualisés peuvent être produits économiquement à partir du premier exemplaire d'un lot. La technologie additive est particulièrement populaire dans le contexte du prototypage rapide.
Processus de fabrication additive
La fabrication additive offre un large éventail d'applications, utilisant divers procédés de fabrication générative. Il s'agit, par exemple, de la fusion laser sur lit de poudre (L-PBF) et du dépôt de métal par laser (LMD). Le L-PBF implique la fusion couche par couche de poudres métalliques de haute performance à l'aide d'énergie laser pour obtenir la forme souhaitée. Le LMD, quant à lui, consiste à déposer avec précision des matériaux sur la pièce à l'aide d'un jet de poudre et d'un faisceau laser.
Les deux technologies de fabrication ont leurs points forts et sont supérieures à leurs homologues en fonction de la taille de la série ou du stade de développement du produit. La question n'est donc pas de savoir si une technologie remplacera l'autre, mais comment les deux se complèteront aujourd'hui et à l'avenir, et comment elles ouvriront ensemble de nouvelles voies dans le contexte de la fabrication hybride. Il existe déjà, dans différents domaines, des systèmes de fabrication hybride capables de combiner des processus additifs et soustractifs sans qu'il soit nécessaire de manipuler les composants.
Dans cet exemple pour fabriquer une pièce, nous utilisons une combinaison de fabrication additive (lit de poudre) et soustractive. L'objectif de cette fabrication est d'associer les avantages des deux procédés de fabrication.
La fabrication hybride comporte généralement les étapes suivantes :
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