Avec la simulation, les défauts de jet de liant métallique disparaissent, pour une fabrication additive en série

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Londres, le 24 septembre 2020 Simufact, qui fait partie de la division Manufacturing Intelligence d’Hexagon, a lancé une solution de simulation du process de fabrication additive par jet de liant métallique (MBJ, Metal Binder Jetting) qui permet aux fabricants de prédire et anticiper les distorsions due au processus de frittage sur les pièces au stade de la conception, ce qui est une première dans le monde de la simulation de process de FA. Ce nouvel outil de simulation marque un grand pas en avant pour la fabrication additive : il aide les fabricants à atteindre la qualité exigée tout en exploitant les avantages uniques offerts par le MBJ en termes de productivité.

Le jet de liant métallique est une technologie de fabrication additive émergente qui présente plusieurs avantages clés par rapport aux procédés habituels de fusion en lit de poudre. Cette technologie permet d'imprimer de grands volumes de pièces avec un espacement minimal, elle ne nécessite pas de structure de support et permet la production de lots pièces plus important. Pour une très grande variété de pièces, du secteur automobile aux applications médicales en passant par l’aéronautique, le MBJ a le potentiel de remplacer le moulage par injection de métal, lequel ne permet de produire que de faibles volumes à un coût élevé. Cette technologie permet une résolution élevée et ouvre donc la voie à une réduction des coûts et des délais de production des pièces métalliques complexes et légères telles que les engrenages ou les roues de turbines par exemple.

Les premiers à adopter cette technologie doivent cependant s'attendre à une courbe d'apprentissage difficile avant de pouvoir atteindre la qualité nécessaire permettant de tirer parti de ces avantages. L'un des principaux défis est la prédiction des changements pendant le processus de frittage. On peut parfois observer un rétreint des pièces allant jusqu'à 35 % lors du frittage et les modèles de rétreint simples utilisés pour d'autres procédés ne permettent pas de prédire de façon précise les distorsions lors du processus de frittage post-traitement. Jusqu'à présent, des essais physiques coûteux étaient indispensables pour parfaire l'impression de chaque pièce, empêchant ainsi de nombreux fabricants de profiter du faible coût et de la flexibilité du MBJ en production.

Ce nouvel outil, proposé depuis le mois d’août aux clients Simufact Additive existants, est désormais adapté aux processus de MBJ. Les fabricants peuvent prédire le rétreint causé notamment par les contraintes thermiques, la friction ou l’effet de la gravité pendant le frittage, sans connaissances spécialisées en simulation. Ces changements sont ensuite compensés automatiquement et les pièces peuvent ainsi être produites dès la première impression dans les tolérances attendues. Les équipes de production réduisent donc significativement la proportion de pièces à mettre au rebut ou à retraiter. Les contraintes mécaniques liées au frittage sont également estimées, permettant d’identification la présence d’éventuels défauts/fissuration, avec une indication de l’endroit où ces défauts peuvent se produire, et ce avant l’impression des premières pièces. Les fabricants peuvent utiliser ces informations en vue de modifier leur produit plus tôt durant le processus de conception du produit et ainsi limiter d’éventuelles reconceptions qui peuvent s’avérer coûteuses.

Destiné aux professionnels de la fabrication les plus avancés, l'outil permet aussi de faciliter les étapes de modélisation et simulation. A l'aide de scripts Python, on peut ainsi automatiser la préparation des fichiers CAO/CAE (IAO) ainsi que le démarrage des calculs de simulation de fabrication et l’analyse des résultats. Enfin, pour valider la compensation du frittage et conforter la confiance en la qualité obtenue, la géométrie optimisée par l'outil de MBJ peut être immédiatement comparée à la CAO initiale et/ou à un scan métrologique d'une pièce fabriquée, le tout dans la même et unique interface utilisateur.

« Nous sommes fiers d'introduire sur le marché la première solution de simulation du processus de frittage par jet de liant métallique, afin d’aider les fabricants à bénéficier des avantages apportés par ce nouveau procédé majeur. Nous savons qu’aux yeux des clients, le jet de liant métallique est une technologie pivot pour la fabrication, en particulier pour la production de gros volumes de pièces complexes, notamment dans le secteur automobile.

Ce développement n’a été possible que grâce à l’étroite collaboration entre, d'une part, nos partenaires de fabrication et d'impression et, d'autre part, notre département de recherche et développement très expérimenté », a déclaré Dr Gabriel McBain, directeur principal de la gestion produit chez Simufact et FTI.

En savoir plus sur notre solution : www.simufact.com/application-metal-binder-jetting.html

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