L’hybridation : Quels enjeux pour ces procédés de fabrication , mêlant fabrication additive et soustractive ?
3D printer printing, also known as additive manufacturing (AM), refers to processes used to create a three-dimensional object in which layers of material are formed under computer control.

La Fabrication Additive est une technologie dont l’utilisation croît dans de nombreuses industries : Aéronautique et spatial, automobile, métallurgie, énergie ou encore médical. Celle-ci n’est plus uniquement réservée au prototypage dans un cadre de conception en R&D, mais offre également de plus en plus la possibilité de produire des pièces en série pour flexibiliser le processus productif. 

En effet, les technologies de fabrication additive permettent de : 

  • Produire des pièces à géométrie complexe plus facilement que par fabrication soustractive
  • Faciliter le prototypage rapide d’une pièce

Néanmoins, même si la part de la fabrication additive en production croît, celle-ci n’est pas encore suffisamment mature pour remplacer systématiquement et entièrement la fabrication traditionnelle.

Et ce, pour plusieurs raisons. Plusieurs inconvénients de la fabrication additive limitent son utilisation :

  • Procédés de fabrication relativement lents, et donc manque de productivité.
  • Contraintes de volumes et de tailles de pièces .
  • Coûts des imprimantes et des matières premières élevés.

Ainsi, à l’intersection entre ces avantages les limites, on voit émerger de nouvelles synergies entre les procédés de fabrication traditionnels et de fabrication additive. La fabrication additive vient ainsi en complément des procédés existants. C’est ce qu’on va appeler l’hybridation.

LA DÉFINITION DES PROCESSUS HYBRIDES

 

Trois définition de base pour les processus de fabrication hybrides ont été formulés par la CIRP2, l’Académie internationale pour l’ingénierie de production :

  • “L’application intégrée ou une combinaison de différents principes physiques actifs comme l’usinage laser assisté.
  • La combinaison intégrée des étapes de production habituellement séparées comme l’étirage et le forage des tôles.
  • Les machines intégrées, appelées machines hybrides, qui peuvent effectuer simultanément différents processus, comme le broyage mécanique et le tournage.”

Toujours selon la CIRP, deux interprétations principales de ces définitions existent :

  • “une « définition ouverte » : un processus de fabrication hybride combine deux ou plusieurs procédés de fabrication établis dans un nouveau setup combiné où les avantages de chaque processus discret peuvent être exploités en synergie ;
  • une « définition restreinte » : un processus hybride comprend une action simultanée de différents principes de production sur la même zone de traitement.”

L’INTERACTION ENTRE LES  PROCÉDÉS TRADITIONNELS
– FAB ADD
POUR DONNER DES PROCÉDÉS HYBRIDES ?

 

Afin de saisir au mieux le concept de fabrication hybride, il va être nécessaire de revenir sur les différents procédés de fabrication traditionnels et additifs :

Les procédés de fabrication traditionnels : 

  • Procédé de fabrication traditionnel par prélèvement de matière : Limage, Perforation, fraisage, découpages (laser, jet d’eau…) etc…
  • Par déformation jusqu’à l’obtention de la forme désirée : Extrusion, estampage, forgeage…
  • Par fusion : Frittage, moulage, soudage…
  • Par assemblage : Soudage, collage…

Les différentes technologies de fabrication additive (Liste non exhaustive)

  • Dépôt de fils fondu (FDM)
  • Frittage et fusion de poudres (SLS, DMLS, SLM…)
  • Stéréolithographie (SLA)
  • Projection de poudres (DMD) 
  • Projection de gouttes 
  • Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)

L’interaction entre ces procédés pour faire de l’hybridation

L’hybridation est ainsi faite par assemblage, qui peut ainsi se faire via la combinaison successive de différentes technologies, mais également en même temps, via l’utilisation de machines dédiées. Par exemple, la LASIMM, mise au point par un consortium d’entreprises, d’universités et d’ONG, fabrique à elle seule des poutres métalliques, par l’utilisation de procédés additifs et soustractifs. De nombreuses autres possibilités sont réalisables par l’hybridation, ou le seront dans le futur en fonction des progrès de la fabrication additive.

LES BÉNÉFICES DE L’HYBRIDATION

 

Ainsi, quels sont les bénéfices de l’utilisation de procédés hybrides dans la production ? Tout d’abord, l’hybridation permet de fabriquer des pièces de plus grandes dimensions tout en pouvant les adapter à des géométries complexes. De plus, elle permet d’ajouter de nouvelles fonctionnalités sur une pièce déjà existante ou de faciliter sa réparation. Enfin, les procédés de fabrication hybrides permettent de disposer de plusieurs matériaux sur une seule et même pièce, par exemple différents métaux selon les propriétés recherchées.

Pour plus d’informations sur les procédés de fabrication hybrides et pour découvrir les enjeux de la gestion des données associées, nous vous invitons à prendre contact avec le groupe BASSETTI, nos experts sauront répondre à vos interrogations.