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Technologie d’avenir pour l’usinage

Au cours des années 80, la venue des technologies informatiques a engendré le développement de nouveaux procédés de fabrication. Parmi ceux-ci, le prototypage, qui, pendant près d’une vingtaine d’années, a permis l’évolution de nombreuses industries.

Or, pendant cette période, les terminologies employées pour décrire les différents procédés de fabrication étaient aussi nombreux que les industries qui les déployaient.

C’est alors qu’un organisme américain, the American Society for Testing and Materials (ASTM), fondé en 1998 et rebaptisé ASTM International en 2001, a créé un comité pour notamment revoir la terminologie.

© Centre de métallurgie du Québec. Machine de soudage par ultrasons

© Centre de métallurgie du Québec.
Machine de soudage par ultrasons

En 2009, le comité accouche d’un document, le F2792, qui établissait la terminologie standardisée applicable aux technologies de fabrication additive. Basée sur l’impression 3D, la fabrication additive, comme son nom l’indique, est un procédé qui permet l’assemblage de pièces complexes couche par couche. Selon Alexandre Bois-Brochu, ingénieur et chercheur au Centre de métallurgie du Québec (CMQ), l’efficacité du procédé est relativement récente.

« La fabrication additive se décline en sept catégories distinctes, applicables aux polymères et composites, ainsi qu’aux produits métalliques. Leur efficacité est toutefois récente. La fabrication additive est peu implantée au Québec et une prise de connaissance reste à faire. Dans la foulée du développement durable, la fabrication additive constitue une réelle technologie d’avenir. Déjà, plusieurs centres de recherche québécois l’utilisent. »

Exemples de fabrication additive. (Cliquez sur l'image pour l'agrandir.)

Exemples de fabrication additive. (Cliquez sur l’image pour l’agrandir.)

Parmi les sept catégories de fabrication additive, quatre peuvent s’appliquer au secteur métallurgique : la fusion par lit de poudre métallique, par déposition, par laminage et par ajouts de substrats.

« Le procédé par fusion de poudre métallique nécessite une source de chaleur, telle un faisceau d’électrons qui balaie la poudre couche par couche. Il aura fallu néanmoins une vingtaine d’années avant d’obtenir des pièces de qualité équivalente à celles produites par les procédés usuels d’usinage. Mais comme les procédés ont maintenant atteint une certaine maturité, leurs coûts diminuent de façon appréciable et la gamme de produits métalliques sur laquelle la fabrication additive peut être employée s’agrandit. Désormais, des pièces en acier inoxydable, en alliages de titane ou de nickel, ainsi qu’en aluminium peuvent être produites. Des industries comme l’aérospatiale par exemple bénéficient grandement de la fabrication additive.

Des compagnies comme General Electric, pour les buses d’alimentation des moteurs d’avions, Boeing et Airbus, entre autres, ont misé sur la fabrication additive depuis quelques années », nous explique Vladimir Brailovski, ingénieur et professeur titulaire à l’École de Technologie Supérieure (ÉTS).

L’industrie médicale en fait aussi bon usage, notamment pour la fabrication de certaines prothèses dentaires et de hanches artificielles. Dans ce dernier cas, parce qu’on parle de quantités produites moindres, la fabrication additive trouve tout son sens.

© Centre de métallurgie du Québec. Imprimante 3D métallique de type LENS

© Centre de métallurgie du Québec.
Imprimante 3D métallique de type LENS

Parce qu’elle est basée sur un modèle numérique en 3D, le temps de production relié à la fabrication additive est considérablement réduit, et ce même si l’on parle d’un processus plutôt lent (couche par couche).

« Le procédé facilite toutefois la fabrication de moules destinés au formage du métal. Le prototypage nécessite moins de temps et s’applique mieux lorsque des pièces géométriques complexes sont à produire. Ces économies viennent pallier les investissements importants requis en machinerie. Un appareil de fusion par lit de poudre métallique peut facilement coûter 750 000 $ », nous confie François Guilbault, président de la firme Solaxis, à Bromont, spécialisée dans le domaine.

Mais selon Vladimir Brailovski, l’échéance récente des brevets émis il y a une dizaine d’années permettra aux entreprises qui veulent se lancer dans le domaine de le faire sans avoir à débourser les redevances.

« D’ici une dizaine d’années, la majorité des ateliers d’usinage disposera d’un appareil de numérisation 3D dédié à la fabrication additive. Ils pourront ainsi ajouter flexibilité aux services offerts. Et parce qu’elle constitue un complément technologique majeur, la fabrication additive ne pourra qu’enrichir l’industrie métallurgique québécoise », de conclure le professeur de l’ÉTS.

Saviez-vous que?

  • Un appareil de fusion de lit de poudre métallique peut coûter 750 000 $ ?
  • Les premières applications de la fabrication additive ont été réalisées en lithographie.

 

Liens Internet:

  1. Chaire de recherche en fabrication additive à l’ÉTS

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  1. Étude Roland Berger

2 commentaires

  1. Merci de nous avoir partagé cet article sur la technique d’avenir pour l’usinage. Pourtant, moi, je ne savais pas qu’un appareil de fusion de lit de poudre métallique pourrait coûter 750,000 $ ! En fait, quels sont les matériaux qui font que ce genre d’appareils coûte tellement ?

  2. Cette technologie ne cesse de se développer et peut réellement devenir incontournable sur le long terme. Il reste cependant plusieurs « problèmes » à résoudre qui sont principalement le temps de production et la taille du produit final. Ces deux facteurs peuvent vite devenir un frein lorsqu’on souhaite fabriquer un produit final volumineux en un temps restreint. À court terme, cette technologie peut tout de même être très pertinente pour des productions de type personnalisé !

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