C’est une première dans le domaine de la fabrication additive : la production d’une pièce complexe par projection à froid, en suivant une technique inédite de programmation du robot manipulateur. Selon l’UTBM, à l’origine du projet, cela ouvre des perspectives industrielles majeures.

Une première dans le domaine de la fabrication additive et une fierté pour l’Université de Technologie de Belfort-Montbéliard et ses partenaires industriels : il s’agit d’une main produite par projection à froid de microscopiques particules d’alliage de cuivre de 0,003 mm de diamètre. Projetées à plus de 1500 m/s par un gaz neutre comprimé à 50 bar et détendu dans une buse, elles viennent s’écraser et se conglomérer.

La technique associe l’utilisation d’un robot (pour la précision) et d’un logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur) puissant. Le tout sur plateau d’impression mouvant qui fonctionne par projection, à l’inverse des procédés traditionnels d’impression 3D. Regardez en vidéo la fabrication de cette main, c’est impressionnant !

Une chaîne numérique innovante

L’utilisation d’un robot était nécessaire : les gestes doivent être précis, suivre une stratégie et une technicité extrême, dans la maîtrise des paramètres cinématiques : maîtrise de la distance entre le robot et le support, angle de projection optimal pour ne pas dégrader la compacité de la matière déposée, vitesse de balayage, trajectoire fidèle à la stratégie de dépôt, couche par couche, millimètre par millimètre. D’abord le centre, puis les bords, enfin les trajectoires de transition entre les zones.

La chaîne numérique permettant cette production est totalement innovante. Au bout du bras robotisé, à l’image du cerveau, une programmation sur les bases d’un logiciel de conception et fabrication assistée par ordinateur.

Perspectives pour la fabrication de pièces industrielles de grandes dimensions

« Nous avons travaillé sur des extensions logicielles spécifiques à la projection thermique, permettant la programmation du robot et la définition automatique de trajectoire par le biais de génération d’algorithmes propres à chaque couche déposée. Aujourd’hui, la production de la pièce est possible à partir d’un simple fichier de CAO, sans étape complexe et longue intermédiaire. Nous poursuivons le développement de nouveaux modules dédiés à la projection thermique », souligne Sihao Deng, enseignant-chercheur à l’UTBM (UMR CNRS ICB-LERMPS).

La main a vu le jour en un peu plus d’une heure, et les perspectives dans le développement des technologies de fabrication additive sont énormes : « Le rendement de matière est de plus de 90%, la rapidité et le coût de production de pièces ouvrent aux industriels des champs de développements majeurs pour la production ou la réparation de pièces industrielles, sans limites de dimension et sans recours à des atmosphères protectrices ».