Les finitions appliquées aux pièces issues de fusion laser pour des application d outillage

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1 Les finitions appliquées aux pièces issues de fusion laser pour des application d outillage UTBM- Université de Technologie de Belfort-Montbéliard Belfort 2 et 3 décembre 2015

2 EXPERTISE INJECTION DES THERMOPLASTIQUES & mise en forme des composites Le PEP Centre technique et d innovation en plasturgie et composites Expertise en injection des thermoplastiques Expertise en composites 2 sites : Oyonnax et le Bourget du Lac Agréé Crédit Impôt Recherche (CIR) Certifié ISO v2008 et ISO (laboratoire Le Bourget) Objectif : Améliorer la compétitivité de l industrie nationale par l innovation et la mise à disposition de moyens technologiques pour les industriels (plateformes) Stratégie : Recherche mutualisée Démarche de plateforme 80 collaborateurs (chercheurs, ingénieurs, techniciens) 20 personnes dédiées à la recherche (25 projets de recherche) Chiffre d affaires 2014 : 9 M 40 % en Recherche & Développement (sous contrat ou collaboratif) 60 % en services aux entreprises Année Effectif global CA prestations CA global ,9 M 4,2 M ,4 M 4,8 M ,8 M 4,6 M ,6 M 5,9 M M 6,3 M ,5 M 6,7 M ,7 8,2 M ,5 9 M

3 Fabrication d une empreinte de par fabrication additive Différentes étapes nécessaires

4 Comparasion entre conception standard et conception optimisée Conception classique conception optimisée Conformal cooling : Optimisation topologique Optimisation thermique Machine de fusion laser

5 Fabrication additive par procédé SLM Principe du Selective Laser Melting

6 Fabrication d une empreinte de Différentes étapes de fabrication d une empreinte de Modèle CAO Pre-process Fabrication Découpe fil Palpage 3D Vérification des canaux Traitement thermique Usinage et polissage

7 Traitement thermique Pourquoi réaliser un traitement thermique? Retirer les contraintes résiduelles (si possible) Contraintes résiduelles en fonction de la hauteur dans la plaque Températures et contraintes résiduelles en fonction du temps Augmentation de la limite d endurance (tenue en fatigue)

8 Traitement thermique Pourquoi réaliser un traitement thermique? Diminuer l anisotropie Matériau anisotrope dimensionnement mécanique simplifié

9 Traitement thermique Pourquoi réaliser un traitement thermique? Améliorer les caractéristiques : mécanique, thermique, Limite à rupture Allongement à rupture Limite élastique Module

10 Usinage de la pièce Pourquoi doit-on reprendre les empreintes? La rugosité : mesures sur un miroir (exposition de l ensemble du plateau)

11 Usinage de la pièce Pourquoi doit-on reprendre les empreintes? La rugosité : mesures sur en fonction de l orientation Benchmark orientation Sans plafond, la rugosité reste stable

12 Usinage de la pièce Pourquoi doit-on reprendre les empreintes? Les déformations lors de la fabrication surépaisseur d usinage de 0.5 à 1 mm Déformations au cours de la fabrication Empreinte brute de fusion et usinée

13 Traitement de surface Pourquoi réaliser un traitement de surface? Injection de polymères chargés de fibres ou particules : fibres de verre, particules métalliques, MIM, Injection de polymères corrosifs : PVC, PPS, Injection de polymères à haut point de fusion : PEEK Injection Zamac (alliage Zinc, Aluminium, Magnésium, Cuivre) Fonderie Aluminium Quels traitements? Diffusion : nitruration (diffusion d azote) PVD : Physical Vapor Deposition augmentation de la dureté, résistance à la température Nitruration PVD

14 Exemple pour une empreinte Différentes étapes nécessaires

15 Fabrication d une empreinte de CAO de l empreinte Réalisation des canaux Création des surépaisseurs d usinage Création des formes adaptées à la fabrication additive Création de formes pour l usinage (maintient de la pièce) Simulation numérique Simulation mécanique : résistance à la pression Simulation fluidique : perte de charge et vitesses dans des canaux en parallèle Simulation thermique : prévision des gains en temps de refroidissement Fabrication de l empreinte Fusion Découpe fil Vérification de l empreinte Dimensions : palpage 3D Efficacité des canaux : perte de charge comparée à la simulation Post-traitement Traitement thermique (taraudages à réaliser AVANT) Usinage : ébauche et finition Traitement de surface Polissage

16 Fabrication d une empreinte de Empreinte Heat & Cool double canaux

17 Crédit photos : PEP Olivier GUERRIN PHOTOGRAPHE - LPKF 2, rue Pierre et Marie Curie BP 1204 Bellignat Oyonnax Cedex France : +33 (0) : +33 (0) fabrapide@poleplasturgie.com PEP 3D Printing