Voici pourquoi ceci est mon # 1 des technologies en 2019!
Après le train à vapeur, la métallurgie du fer, l’énergie électrique, l’électronique, l’informatique, la fabrication additive va-t-elle bouleverser nos vies ? Qui a entendu parler de fabrication additive ? Pardons, vous dites appareil auditif?
Cette expression n’a pas les faveurs de tous les moyens de transmissions et de diffusion de l’information, qui lui préfèrent la terminologie «impression 3D» plus simple et accrocheuse. L’impression 3D fait immédiatement penser à imprimante 3D, terme marketing inventé pour décrire un procédé de fabrication additive dans les années 90.
Cette technologie est issue d’un ensemble de processus. Oui, tout va vite aujourd'hui, mais ce qui va encore plus rapide, c'est le mix des technologies. Propulser par le prototypage rapide initialement, l'impression vise lors de sa conception embryonnaire à réaliser des maquettes ou prototypes. Le plus rapidement possible afin de réduire le temps de conception. C'est ici que le fun commence!
La fabrication additive est bien plus que le simple changement de signe d’une opération mathématique. Remarqué, je suis bien content que se soit pas moi qui est du sortir ma calculatrice! Il a fallu inventer et s’appuyer sur plusieurs technologies dans des secteurs très différents comme l’informatique ou la science des matériaux pour rendre réaliste la fabrication additive.
Les procédés de fabrication conventionnels fonctionnent par enlèvement ou par déformation d’un volume de matière initial. Dans la fabrication additive la matière est distribuée selon la géométrie souhaitée de la pièce. Ce qui rend tout le processus tout simplement magique. Pouvoir surmonter plusieurs contraintes est ce qui rend l'impression addictive.
Problème n°1 : l’accès
Chaque parcelle de l’ensemble à fabriquer doit être accessible pendant le cycle de réalisation.
Problème n°2 : la matière
La matière doit changer d’état pendant la distribution dans un temps très court afin de réduire le temps de fabrication.
Problème n°3 : la topologie [1]
La totalité du volume de l’objet fabriqué doit être décrite au lieu des surfaces frontières pour les procédés par enlèvement de matière.
Problème n°4 : la précision
La distribution de matière doit être la plus fine possible pour répondre à toutes les topologies. Une précision comparable aux procédés par enlèvement de matière est souhaitée.
Branche des mathématiques qui a pour objet d’étudier les propriétés de l’espace et des ensembles de fonctions au seul point de vue qualitatif. ↩︎
C'est justement ces contraintes qui apportent une grande partie de l’originalité de la fabrication additive. La méthode utilisée consiste à couper la pièce en de fines tranches parallèles : c’est la stratification.
«L'esprit se complaît dans la conjecture. Là où
l'information manque, il remplira volontiers
les lacunes. »
James Geary – Auteur américain et ancien rédacteur en chef
du magazine Time Europe
L’épaisseur de chaque tranche dépend de la matière utilisée et donc du procédé de transformation. La valeur est comprise entre 0,01 mm et 0,5 mm.
L’opération de stratification est caractérisée par deux paramètres :
- - L’orientation de l’axe de stratification
- - Le pas de stratification qui détermine la hauteur d’une strate
Dans la très grande majorité des procédés existants, la valeur du pas de stratification est la même pour toutes les tranches.
La pièce finie est le résultat de la superposition de toutes les tranches fabriquées les unes après les autres. La fabrication débute par la tranche la plus basse, une fois terminée, le dispositif de distribution de matière ou le support de la pièce se déplace d’un pas de strate, un nouveau cycle de solidification peut commencer.
En 2017, 45 satellites de télécommunications, réalisés sous maîtrise d’œuvre Thales Alenia Space, ont été mis en orbite avec succès. Tous embarquaient des pièces issues de la fabrication additive. Tout avait commencé lorsque le premier support d’antenne en aluminium, réalisé à partir de l’impression 3D, avait pris place à bord du satellite opérationnel en orbite depuis 2015. En l’espace de 2 ans, la cadence des lancements s’est accélérée [40 satellites de la constellation Iridium NEXT ont été lancés en 2017]. Le nombre de pièces en orbite conçues grâce à ce nouveau procédé a battu tous les records.
En 2015, les satellites KOREASAT-5A et KOREASAT -7 (tous 2 lancés avec succès en 2017) allaient embarquer les plus grandes pièces jamais réalisées en Europe à partir de la fabrication additive. Depuis, le record de taille a été battu par le support de cornet Radio-Fréquence et d’antennes du satellite Hellas Sat 3 / Inmarsat S EAN lancé, pour sa part, en juin 2017 ; et ce n’est pas fini…
A présent, tous les satellites de télécommunications arborent leurs supports d’antennes et leurs ferrures de réflecteurs au design allégé imprimé en 3D.
https://www.thalesgroup.com/fr/marches/defense-et-securite
IL est temps d'aller au lit et rêver à tous ses satellites! Comme ont dit CYA...
