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La fabrication additive (FA), ou impression 3D, quitte la niche du prototypage et se tient à la lisière de l’industrialisation. Les solutions de FA d’Hexagon permettent aux fabricants d’adapter et d’optimiser leur processus de FA de bout en bout, de la conception et la sélection des matériaux à la production et l’assurance qualité.
Industrialisation FA
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FA de bout en bout
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Conception pour la FA
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Matériaux pour FA
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Qualité dans la fabrication additive
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Fabrication
La fabrication additive (FA), ou impression 3D, crée des composants 3D en ajoutant des couches de matériau sur la base d’un modèle numérique. Par rapport aux techniques de fabrication soustractives qui produisent un produit final en découpant le matériau dans un bloc, les technologies de fabrication additive ont le potentiel de réduire le gaspillage et de favoriser l’allègement. La FA permet une grande liberté de conception, permettant aux ingénieurs d’explorer des conceptions organiques plus libres et d’identifier l’approche optimale.
Bien qu’établie dans des applications telles que le prototypage, la fabrication additive s’est avérée être un défi pour sa mise à l’échelle et la réalisation de son potentiel considérable dans les applications de volume. Les solutions d’Hexagon contribuent à l’industrialisation de la FA en permettant la numérisation des procédés de bout en bout et en fournissant des outils dédiés :
- Conception pour la fabrication additive (DfAM)
- Développement et sélection de matériaux pour la fabrication additive
- Les opérations de fabrication additive
- L’assurance qualité pour la fabrication additive
Solutions de conception pour la fabrication additive (DfAM)
La conception pour la fabrication additive (DfAM) gagne de plus en plus en importance au fur et à mesure que l’impression 3D s’éloigne du prototypage pour avancer vers la production de pièces finies.
La grande liberté de conception offerte par les technologies FA amorce un changement industriel qui vise à exploiter pleinement le potentiel de créativité avec la FA sans se limiter à une technologie de prototypage flexible axée sur des conceptions classiques.
Alors que l’approche classique et assez restrictive de la conception pour la fabrication (DfM) se concentre sur les conceptions manufacturables, le concept DfAM comprend à la fois des directives de production spécifiques et une liberté géométrique. Comme les méthodes et moyens de conception traditionnels n’offrent pas les deux, des outils DfAM modernes sont nécessaires.
Les fonctionnalités DfAM d’Hexagon incluent :
- Conception générative
- Validation IAO
- Simulation de construction avec post-traitement et optimisation
- Préparation de la construction
Solutions de matériaux pour la fabrication additive
Les matériaux jouent un rôle crucial dans tous les processus de production. La fabrication additive ne déroge pas à cette règle. La sélection de matériaux et le besoin en matériaux appropriés sont essentiels. Ils affectent tous les processus consécutifs dans la chaîne de valeur de la FA - de la conception à la fabrication et au post-traitement - et, bien entendu, les coûts du processus de fabrication lui-même qui déterminent en fin de compte le coût par pièce.
Les exigences que doivent remplir les matériaux traités additivement incluent : la capacité à alimenter d’une manière appropriée au processus de FA spécifique, le traitement adapté du matériau par la FA, la capacité à être post-traité de façon acceptable pour optimiser la géométrie et les caractéristiques et la manifestation des caractéristiques de performance nécessaires pendant le service.
Les capacités d’Hexagon en matière de matériaux pour la FA comprennent :
- Sélection des matériaux
- Développement de matériaux
- Performance des pièces
- Ingénierie des matériaux par modélisation intégrée (ICME)
- Gestion du cycle de vie des matériaux
Solutions pour la qualité dans la fabrication additive
Face à l’industrialisation de la fabrication additive pour une production en série, la qualité rigoureuse et répétable des pièces finies est devenue une exigence de base. Les règles en termes d’assurance qualité doivent être appliquées de la même manière que pour les pièces réalisées avec des méthodes traditionnelles. Les domaines nécessitant l’application de la technologie sont au moins aussi nombreux dans l’un et l’autre cas pour garantir le respect des standards de qualité.
Les capacités d’Hexagon en matière d’assurance qualité pour la FA comprennent :
- Numérisation optique
- Numérisation laser
- Monitoring intégré
- Mesure de rugosité
- Monitoring sur site / pendant le processus
- Contrôle intégré, près de la chaîne
- Rétro-conception comme processus de contrôle près de la chaîne
Solutions pour les opérations de fabrication additive
Pour permettre une production à grande échelle, le fil numérique se connecte généralement à des systèmes d’exécution de la fabrication (MES) pour gérer le processus de production, de la prise de commande à la documentation des pièces et des processus.
Dans le domaine de la fabrication additive, les pièces imprimées nécessitent toujours un post-traitement et une finition, comme la découpe de la plaque de base, le retrait du support, le traitement thermique, le grenaillage et/ou l’usinage. Une attention particulière doit être accordée au flux de travail après l’impression 3D, qui est - à ce jour - toujours caractérisé par des étapes de travail manuelles non automatisées. Le post-traitement devient le point central pour accélérer le processus complet de bout en bout grâce à des solutions mieux connectées et à une automatisation de plus haut niveau, réduisant ainsi le facteur coût.
Les solutions numériques d’Hexagon pour les opérations de fabrication additive permettent de prendre en charge les aspects suivants :
- Gestion de la production (MES)
- CAO/FAO pour les pièces de FA
- Fabrication hybride
- Automatisation du post-traitement
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Nous progressons sur la courbe de l’automatisation
Notre transition vers l’automatisation intelligente accélère notre vie quotidienne. En fin de compte, nos innovations donneront lieu à de nouvelles technologies et applications, dont beaucoup n’ont pas encore été imaginées. Aujourd’hui, chaque solution Hexagon est identifiée en fonction de son niveau d’automatisation, afin que les clients puissent suivre clairement nos progrès vers la liberté d’autonomie.
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Niveau 0/Aucune :
L’homme effectue toutes les tâches, aucune donnée n’est utilisée
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Niveau 1/Assistance humaine :
L’humain est responsable de l’exécution des tâches, mais certaines fonctions sont automatisées pour simplifier le contrôle
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Niveau 2/Partielle :
Certaines tâches sont automatisées afin que le fonctionnement puisse être autonome pendant de courtes périodes (ou dans des circonstances spécifiques)
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Niveau 3/Conditionnelle :
Le fonctionnement autonome est possible dans certaines limites, mais une intervention humaine peut s’avérer nécessaire dans un délai bref
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Niveau 4/Élevée :
Conçu pour effectuer les tâches requises de manière autonome, mais peut nécessiter une intervention humaine si les circonstances changent au-delà de certaines limites spécifiques
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Niveau 5/Complète :
Contrôle des tâches automatisées dans toutes les conditions, mais l’humain peut demander à prendre le relais ; peut effectuer toutes les tâches attendues sans intervention humaine
Terre
Produits ayant un impact environnemental dans le domaine de la surveillance des forêts, de la réutilisation des matériaux, de l’agriculture ou de l’utilisation de l’eau.
Air
Produits ayant un impact environnemental dans le domaine des énergies renouvelables, de l’élimination des nuisances sonores et de l’électromobilité.
Les services des eaux
Produits ayant un impact environnemental grâce à la préservation de nos océans, à la réduction de la pollution et à l’amélioration de l’accès à l’eau potable.
