HyFAM combine impression 3D et fabrication formative pour créer des pièces complexes 20 fois plus rapidement

Et s’il était possible de combiner fabrication additive et fabrication formative dans un seul et même système ? Alors que beaucoup de machines peuvent changer de tête outil, offrant une production hybride, une équipe de chercheurs de la Whiting School of Engineering a développé une méthode qui permet d’allier qualité et vitesse. Baptisée Hybrid Formative-Additive Manufacturing (HyFAM), celle-ci offre une approche hybride qui s’appuie sur un système d’extrusion permettant d’imprimer en 3D des géométries complexes pouvant être remplis par moulage ou coulée. Le mariage de ces deux procédés est particulièrement avantageux : il est possible de créer des formes complexes avec plus de détails là où cela est nécessaire tout en étant rapide puisqu’il peut remplir des zones moins précises plus efficacement.

On le sait, l’impression 3D se heurte à certains obstacles comme la rapidité et certains défauts comme un remplissage peu efficace, le phénomène de warping ou encore des vides internes. De plus, si la fabrication additive offre un niveau de détails élevé, celui-ci n’est pas toujours nécessaire sur l’ensemble de la pièce. Nathan Brown, membre de l’équipe, explique : « La fabrication additive permet d’obtenir des détails importants, mais lorsque l’on utilise une petite buse pour y parvenir, l’ensemble du processus est ralenti. Cela devient un véritable obstacle pour les pièces présentant de grandes caractéristiques internes et des tailles de caractéristiques très variables. » Quant aux méthodes formatives, si la vitesse est au rendez-vous, la complexité géométrique ne l’est pas forcément. Tirer parti des avantages des deux procédés est donc l’objectif de l’équipe de la Whiting School of Engineering.

Les chercheurs, menés par le professeur Jochen Mueller, ont donc mis au point un système d’extrusion doté de deux réservoirs : le premier est d’abord utilisé pour déposer couche par couche le matériau souhaité, à l’image d’une imprimante 3D FDM. Puis, le second permet de remplir le modèle créé avec un autre matériau. Cette étape de remplissage peut être employée sur une, plusieurs, ou sur toutes les couches.

Différents tests ont été menés avec divers matériaux. Ainsi, les chercheurs expliquent qu’ils peuvent imprimer de la céramique, du silicone, de l’argile mais aussi des métaux. La méthode HyFAM est aussi multi-matériaux ; les chercheurs sont en mesure de contrôler avec précision les propriétés rhéologiques. Finalement, on pourrait résumer la recherche en une phrase : il s’agit d’imprimer en 3D les détails et de compléter la pièce via l’injection de matière. On obtient un procédé 10 à 20 fois plus rapide selon l’équipe, tout en étant plus précis puisqu’on supprime tous les vides internes inhérents à la superposition de couches.

Le professeur Jochen Mueller ajoute : “HyFAM est moins avantageux pour les objets très complexes et uniformes, mais ses atouts en termes de vitesse, de flexibilité des matériaux et de complexité de conception en font une solution prometteuse pour une grande variété d’industries, de la construction à la robotique douce.” Le procédé serait particulièrement intéressant pour des applications où la personnalisation de masse est nécessaire, mais aussi pour concevoir des pièces qui comportent des zones détaillées et d’autres non. Une chose est sûre, cette méthode est pleine de promesses et on ne manquera pas de vous tenir au courant des dernières avancées ! Si vous souhaitez en savoir plus, cliquez ICI.

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*Crédits de toutes les photos : Johns Hopkins Whiting School of Engineering