Entrées par Ségolène Chanal

Création d’outillages céramiques avec la technologie FFF

Les spécificités de l’impression 3D céramique Il existe quatre principales technologies d’impression 3D céramique (binder jetting, stéréolithographie, inkjet et dépôt de fil). Très souvent, celles-ci sont considérées comme des technologies concurrentes. Cependant, elles sont très complémentaires et permettent de répondre à des besoins distincts. « Zetamix est un focus sur l’innovation, travailler sur les poudres permet […]

Création d’outillages céramiques avec la technologie FFF

Création d'outillages céramiques avec la technologie FFF


Les spécificités de l’impression 3D céramique

Introduction

À l’origine, la céramique remonte de la Grèce Antique pour développer des pots ou des assiettes à usage alimentaire. C’est vers la fin du XIXe siècle que les attributs de ce matériau ont été découvert dans le secteur de l’industrie grâce à son isolation thermique et électrique des moteurs très pertinente. C’est grâce à ce parcours que l’impression 3D céramique était très attendue sur le marché. En effet, les techniques traditionnelles n’auraient pas permis d’exploiter les diverses propriétés mécaniques que possèdent les matériaux céramiques ainsi que les géométries haute résolution.  

Il existe quatre principales technologies d’impression 3D céramique (binder jetting, stéréolithographie, inkjet et dépôt de fil). Très souvent, celles-ci sont considérées comme des technologies concurrentes. Cependant, elles sont très complémentaires et permettent de répondre à des besoins distincts.

Les applications de l'impression 3D céramique

L’impression 3D céramique est une technologie multifonctionnelle grâce à laquelle il est possible de faire tout type de forme, ainsi que des formes différentes en même temps. Elle est généralement utilisée pour du prototypage mais elle peut l’être pour de l’outillage, des pièces fonctionnelles et de la petite production (dans les fermes d’impression 3D notamment).

Dans quels domaines d’utilisation ?

Domaines d'utilisation impression 3D céramique

La technologie FFF (Fused Filament Fabrication) fonctionne de façon à ce que l’imprimante déroule un fil de polymère tel que de l’ABS ou du PLA afin de le chauffer à de très hautes températures via une buse (que l’on nomme extrudeuse ou tête d’extrusion). Ensuite, ce fil est déposé en couches successives.

Cette technologie permet d’imprimer de la céramique et du métal en 3D avec une imprimante FFF/FDM dite « classique ». De manière générale, les filaments sont en polymère, or, pour la technologie FFF, les filaments sont des matériaux composites polymères, céramiques chargés en poudre céramique.

La technologie par dépôt de fil fondu est la plus rapide, elle bénéficie de la densité des pièces imprimées en SLA ou par jet d’encre. Il s’agit d’une technologie qui se démarque des techniques traditionnelles car elle nécessite que peu de nettoyage et de préparation avant l’impression.


À quoi sert l’extension Generative Design dans Autodesk Fusion 360 ?

À quoi sert l'extension Generative Design dans Autodesk Fusion 360 ?


Introduction au design génératif

Introduction au design génératif

Le design génératif est un « processus d’exploration du design« .

Ce processus débute par la saisie de paramètres à partir de l’extension « generative design » du logiciel Fusion 360. Ensuite, plusieurs design aux résultats viables seront proposés par le logiciel pour permettre la réussite de vos objectifs. Les objectifs peuvent être la minimisation du poids, la maximisation de la rigidité, ou pour certains matériaux les contraintes de coût et le procédé de fabrication. Le design obtient une apparence organique différente selon les paramètres du matériau et du processus de fabrication, les contraintes entrées. Le logiciel explore une infinité de résultats possibles.

Les objectifs du design génératif

Le design génératif permet de voir la conception traditionnelle changer et évoluer, pour améliorer le marché dans lequel il se trouve. Le processus du design génératif va entraîner de nombreux concepts à partir d’une pièce spécifique (dans une phase d’itération), les concepts vont être testés pour évaluation afin de les vérifier pour la fabrication et être sûr qu’il dure longtemps. Plusieurs concepts sont testés pour en choisir un car il y a en réalité une seule solution plus optimale. Chacun des concepts a son propre chemin vers la validation, il a besoin d’être modifié, en retournant dans la phase d’itération, cette méthode de test permet de dégager la meilleure conception et le meilleur procédé de fabrication.

Le design génératif permet de mélanger le processus de fabrication de design. Lors de la phase d’itération, il y a des options de validation, chacun des résultats potentiel que le générative design génère obtient une pré-validation. On peut fraiser la pièce avec certains outils, la couler avec certains paramètres et elle peut être imprimée, fabriquée sans plastique ou métal. Chacune de ces options est pré-évaluée. Une fois la validation passée, l’évaluation, le test et l’échec, il y a 50 à 60 options différentes, une seule de celles-ci peuvent être produites. À partir de cette méthode, on est capable d’améliorer le design et la production, de donner aux ingénieurs la possibilité d’explorer plusieurs options de design.

Cas d’application : Support d’étau

Étape 1 : Modification du modèle :

Étape 2 : Indication des paramètres :

Étape 3 : Génération des résultats :

Application du Design Génératif dans l’Industrie

La manivelle de SRAM et AUTODESK en générative design sous Fusion 360

Au début de l’année 2020, la marque de vélo américaine SRAM a pu, grâce à son partenariat avec Autodesk, optimiser la conception de leur manivelle de pédalier à partir de l’extension du design génératif de Fusion 360. L’entreprise aurait développé des pédaliers en titane imprimés en 3D. L’atout de l’extension, lors de la conception de la manivelle, est qu’elle a permis de générer beaucoup d’itérations en très peu de temps, comme le souligne le directeur du design industriel de SRAM.

Cas d’application : Manivelle de pédalier

Étape 1 : Modification du modèle :
Étape 2 : Indication des paramètres :
Étape 3 : Génération des résultats :


À quoi sert l’extension Additive Simulation dans Autodesk Fusion 360 ?

À quoi sert l'extension Additive Simulation dans Autodesk Fusion 360 ?


Introduction

La simulation additive est une extension de fusion qui permet de prévoir la déformation de la pièce lors de sa fabrication en impression 3D. Cela permet à l’opérateur d’apporter les corrections nécessaires à sa conception avant même d’avoir lancé sa pièce, et ainsi d’augmenter ses chances d’imprimer une pièce conforme. 

Avant de mettre en place, cette simulation il est nécessaire d’avoir respecter les étapes suivantes qui consistent à :

– Configurer des paramètres dans l’extension « fabrication additive » comme la configuration avec la sélection d’une machine, un paramètre d’impression, positionner la pièce sur la plateforme, et créer des supports.

– Entrer des paramètres liés au maillage avant de pouvoir le générer.

– Résoudre la simulation pour avoir accès aux résultats afin de les analyser.

Extension Additive Simulation Fusion 360

Utilisation

Nous commençons par ouvrir une pièce, par exemple une pièce existante dans les ressources de Fusion 360 (Samples CAM/Tutorials/Additive Process Simulation). Nous devons nous rendre dans l’environnement fabriquer, et l’onglet additif afin de pouvoir entrer les paramètres de fabrication additive tels que la configuration de la machine, la position de la pièce dans le volume d’impression, et les configurations du support. Une fois les configurations de fabrication entrées, nous pouvons entrer les paramètres propres au maillage qui vont servir à générer les résultats de la simulation.

Utilisation dans l'environnement de conception

Après avoir configuré les paramètres de fabrication additive, nous pouvons entrer les paramètres liés au maillage qui vont nous permettre de générer le maillage utilisé lors de la simulation. Nous pouvons modifier la précision de la résolution en plus fine ou grossière afin d’obtenir des résultats plus ou moins rapidement lors de la génération du maillage. Après génération, nous obtenons la pièce sous forme de maillage, coloré différemment selon le type de structure et avec des portions de volume composant chacune des structures correspondant à la résolution à certains endroits de la structure.

Après avoir généré un maillage, nous pouvons générer la simulation. Une fois générée, il est possible de la démarrer et revenir sur les itérations afin d’obtenir des informations sur chacune des itérations (numéro d’itération, hauteur de couche). Pour afficher des résultats plus clairement, nous pouvons cacher les arêtes de la simulation pour ne voir uniquement les résultats en couleur. Nous pouvons changer de résultats en sélectionnant « déplacement« , correspondant à la déformation de la matière lors de la fabrication, « % global de dégagement du revêtement » qui est la partie de la matière qui n’est pas déformée vers le haut et « le type de structure » qui diffèrent les structures (plateau d’impression, support, pièce) de la simulation. En fin de processus, il est possible de générer un STL qui va prendre en compte les déplacements prévus afin de les corriger.


À quoi sert l’extension Additive Build dans Autodesk Fusion 360 ?

À quoi sert l'extension Additive Build dans Autodesk Fusion 360 ?


Mode d’emploi de la fabrication additive

La configuration de l'impression

Après avoir conçu une pièce de l’environnement de conception, il est possible de changer d’environnement pour le menu de fabrication. Nous pouvons par la suite sélectionner un environnement de fabrication parmi ceux proposés (fraisage, tournage, fabrication additive). Pour l’impression 3D, l’environnement adapté est la « fabrication additive« . Comme dans tous les environnements liés à la fabrication, sur Fusion 360, la première étape est de choisir une nouvelle configuration. Nous pouvons ensuite choisir la machine pour l’impression 3D en sélectionnant un type comme filtre, ou bien en entrant directement la référence de la machine. La machine n’est pas éditable dans la bibliothèque Fusion 360. Cependant, nous pouvons la copier et la glisser dans la bibliothèque du cloud, et l’éditer à cet endroit pour la personnaliser. La pemière raison de personnaliser une machine est que si nous ne souhaitons pas imprimer sur la totalité du volume d’impression mais imprimer sur un petit volume, on peut le faire en changeant les dimensions. La seconde raison est que nous avons plusieurs machines auxquelles nous ne pouvons associer qu’un seul nom et nous pouvons donc associer des paramètres uniques à ces machines, de manière personnalisée.

Additive-Build-Extension

La modification du modèle de fabrication

Lorsque nous sommes dans l’environnement de fabrication, nous pouvons éditer des modèles de fabrication pour créer la base de ce que nous allons imprimer. Le premier modèle de fabrication est la copie de ce que nous voyons dans l’environnement de conception. Cependant, en éditant un modèle, nous n’allons pas changer la conception dans l’environnement de conception, nous sommes capables de changer la géométrie et de dupliquer la pièce pour en obtenir plusieurs. Ensuite, il est possible d’ajouter un support et de créer une configuration en sélectionnant la machine pour placer les objets au centre de l’espace d’impression.

La sélection des supports

Les supports sont nécessaires dans une grande variété de méthodes de fabrication additive pour garder la partie de la pièce en porte-à-faux et permettre le dépôt de la matière tout en assurant une rigidité durant le procédé d’impression. Fusion 360 utilise 3 formes principales de support : bars, polygones et volumes. Nous sélectionnons un support avec la fonction « support » et en sélectionnant le type, comme « volume« , puis en entrant « l’angle critique du support » qui est l’angle en-dessous duquel les volumes en porte-à-faux avec un angle plus élevé vont générer un support. Nous pouvons ensuite modifier l’opacité de support en allant dans « préférences« , « fabrication » et changer l’opacité de « 100 ». Il est possible d’éditer le style du support en allant sur « général sous-section« . En sélectionnant le type de remplissage, nous pouvons choisir la structure, comme « creuse« . L’orientation peut être changée en éditant le volume et en choisissant un « raster » (une trame), en modifiant l’angle dans « rotate by Z ». 

La simulation d'impression et génération d'un G code

Une fois les paramètres d’impression entrés, nous pouvons générer un fichier G-code avec la fonction “post process” afin de permettre de retranscrire les informations entrées à la machine qui va imprimer la pièce en 3D.

Mode d'emploi de la Fabrication Additive pour une machine différente

L’utilisation de l’extension de la “Fabrication Additive” va être la même d’une machine à une autre mais avec des paramètres différents tels que le choix de la machine, les paramètres à entrer ainsi que des types de supports différents, et donc de nouveaux paramètres à entrer en fonction de ces supports. Les étapes resteront identiques d’une machine à une autre.

La configuration de l'impression et la modification du modèle de fabrication


Pourquoi devriez-vous remplacer le format STL par le format 3MF ?

Pourquoi devriez-vous remplacer le format STL par le format 3MF ?


Le format STL : un format obsolète

Dans le monde informatique, le format STL est ancien puisqu’il a été lancé pour la première fois en 1987 par 3D Systems. Les fichiers STL ont été conçus dans l’optique de la Fabrication Additive, en traduisant les données de conception, généralement basées sur NURBS ou BREP, en un maillage que les imprimantes 3D peuvent interpréter. Dans ce contexte, la raison pour laquelle le format STL a été créé est tout à fait logique car le fait de traduire des courbes et des surfaces mathématiques en données exploitables par l’imprimante serait une source de calcul immense pour la machine (calcul d’intersection de courbes et de surfaces par équations)

Les limites du fichier STL

Les STL sont une architecture basée sur le maillage, ils ne peuvent donc pas stocker les informations sous forme de représentation mathématique. Par conséquent, seules les informations brutes peuvent être transférées. C’est la raison essentielle pour laquelle ils sont si massifs, peu pratiques et destructeurs pour la géométrie.

En outre, les STL ne contiennent pas d’informations sur les machines, les paramètres d’impression ou toute autre information utile pour recréer le fichier. Par conséquent, nous devons joindre les STL à une liste de spécifications de fabrication lorsque nous travaillons avec une équipe ou un tiers pour fabriquer une pièce.

Les informations des fichiers STL concernant la couleur sont manquantes et la boîte de dialogue exige qu’une taille unitaire soit définie par l’utilisateur.

Pourquoi continuer d’utiliser le format STL alors que celui-ci rencontre des limites importantes ?

On se demande souvent pourquoi continuer d’utiliser le STL si la qualité de celui-ci est remise en cause, 3 raisons justifient cette question : 

⦁ STL est toujours le format de fichier standard pour de nombreux utilisateurs.

⦁ Les imprimantes 3D ne prennent en charge que les fichiers à base de maillage dans leurs trancheurs.

⦁ De nombreuses personnes ne connaissent pas les alternatives.

Remplacement du fichier STL par le format 3MF

Un format de fichier nommé 3MF a été développé par un consortium d’entreprises travaillant ensemble pour faire progresser les capacités et les technologies d’impression 3D.

Quelles sont les particularités des fichiers 3MF ?

Fichier 3MF importé dans l’espace de travail de maillage de Fusion 360.

Les améliorations apportées par le 3MF sont équivalentes au passage des BMP aux PDF. Tout d’abord, les fichiers 3MF contiennent beaucoup plus d’informations, notamment des informations sur les unités, les couleurs et les textures pour les impressions multijet, la position relative dans l’espace, et bien plus encore. Les fichiers STL n’ont même pas d’unités ! Même s’ils contiennent autant de données, les fichiers 3MF sont toujours beaucoup plus petits que les fichiers STL.

Notez qu’il n’y a pas d’onglet d’unités dans la boîte de dialogue de droite, car le fichier 3MF contient ces informations. Les fichiers 3MF utilisent un format XML lisible par l’homme, de sorte qu’ils peuvent stocker des tonnes de données sur ce qui doit être créé par la machine sans nécessiter de paramètres d’impression connexes dans un fichier distinct. Il est même possible d’ouvrir le XML pour lire ce que fera la pièce et modifier son code directement.

Le format XML est un format de langage balisé fait pour que l’homme puisse le comprendre et le modifier et pas uniquement la machine. Voici un exemple de ce format :

Les mêmes données importées en tant que STL.

Lors de l’utilisation du format 3MF avec SLS, les informations relatives à l’emballage, le nombre de copies de la pièce qui seront réalisées et toutes les données mentionnées précédemment sont regroupées dans un seul fichier. Cela réduit les erreurs et garantit que toute personne disposant du fichier peut répéter les réglages de la machine et la géométrie de la pièce.

Étant donné que les 3MF tirent parti des formats XML, les informations telles que le remplissage (par exemple, les données lors de l’utilisation des treillis dans Fusion 360) sont également transférées.

Les sociétés à l’origine du format 3MF travaillent également en permanence à l’amélioration et à la mise à jour des possibilités offertes par les formats de fichiers 3MF. 

Et les informations sur les processus de fabrication ?

Exportation 3MF de Fusion 360, avec les deux onglets de métadonnées affichés.

Là aussi, le 3MF vient en aide. La capacité du format de fichier à transporter des métadonnées pour les paramètres d’impression et des informations sur la machine permet également quelque chose d’intéressant : l’indépendance vis-à-vis des trancheurs spécifiques à la machine. Fusion 360 comprend un espace de fabrication additive couvrant tous les paramètres mentionnés ci-dessus et vous permet d’exporter des fichiers STL et 3MF. Ce changement de cap permet de conserver toutes les données de fabrication là où elles doivent être centralisées par rapport à toutes les données de conception pertinentes.

Le fichier 3MF peut contenir plusieurs éléments de métadonnées pour la fabrication d’une pièce. L’accès aux paramètres d’impression et aux informations sur la machine signifie également que vous avez le contrôle total des structures de support et que vous pouvez utiliser un seul fichier pour transmettre ces informations à l’imprimante. Cela n’est pas possible avec les STL.

Projet sous Fusion 360

Le même fichier 3MF réimporté dans l’espace de maillage de Fusion 360.

Les structures de support sont importées en tant que corps de maillage propre, et non en tant que maillage unique

Enfin, le 3MF apporte des protocoles de sécurité aux données de fabrication. Si le nombre de copies d’une pièce fabriquée par la machine doit être limité, 3MF est la clé.

Pour toutes ces raisons, Autodesk et Fusion 360 pensent que le format de fichier STL est obsolète et que le 3MF est l’avenir de la fabrication additive.

 

Source : 3D Printing Industry


À quoi sert l’extension Manage dans Autodesk Fusion 360 ?

À quoi sert l'extension Manage dans Autodesk Fusion 360 ?


Introduction

Dans une étude de recherche menée par Autodesk, en partenariat avec la compagnie Tech Clarity, une entreprise menant des études pour mieux tirer partie des logiciels de CAO, 2 éléments sont ressortis : 

– 57% des fabricants interrogés estiment avoir du mal à gérer le changement. Les observations faites durant l’étude sont que les fabricants se concentrent davantage sur la fabrication du produit, dans leur domaine de compétences, mais peu sur des processus transverses. 

– 31% des fabricants interrogés ont des difficultés dans les processus d’approbation.

Les atouts de l'extension

Les deux problèmes présentés précédemment font partie des aspects que tend à résoudre l’extension Manage de Fusion 360. 

Facilité d'utilisation et de gestion des modifications

L’extension Manage permet de réaliser une gestion de données en quelques minutes contrairement aux autres solutions de gestion de données qui peuvent prendre jusqu’à 6 mois, voire 1 an, pour générer des résultats. L’extension n’a pas besoin de configuration, elle est directement utilisable.

L’extension superpose des nouveaux outils à Fusion 360, facilitant la gestion des modifications et des versions, à partir du flux de travail et des demandes de modifications utilisées. Il est possible d’informer et gérer tous les participants d’un flux de travail, de commande et de modification, en amont, pour aider à gérer le changement dans l’ensemble de l’organisation, en donnant les bonnes données aux bonnes personnes, au bon moment.

Traçabilité

Il est difficile de savoir quel participant a effectué un changement et pourquoi il a été effectué. L’extension permet, à tout moment, de revenir en arrière, pour savoir quel participant a effectué un changement et pourquoi il a été effectué, en se basant sur les éléments pris en compte dans le processus de validation (par exemple: les normes iso).

Contrôle de révision

Dans Fusion 360, à chaque enregistrement nous créons une nouvelle version, plusieurs versions sont créées, il devient donc difficile de savoir quelle version est la bonne. L’extension apporte une solution avec des outils complémentaires comme :

  • L’attribution de numérotation automatique, pour générer des numéros de composants, de mises en plan, pour le mettre à disposition de participants de l’organisation. Ces numéros facilitent la gestion des versions pour les participants qui doivent utiliser une numérotation dans leur processus. Le numéro est généré lors de l’attribution pour éviter les échanges avec un copier coller.

  • Le mécanisme de gestion des versions pour obtenir l’ordre de modifications des versions. Il est possible de prendre des informations du canevas pour les intégrer dans le changement, pour suivre le processus, pour s’assurer que les bonnes personnes approuvent le changement et prennent des décisions finales

Utilisation dans l'environnement de conception

Avec l’extension, nous pouvons être opérationnel en quelques minutes sans acheter de matériel. 

Nous commençons par activer l’extension pour convertir l’équipe de fusion team en un environnement. L’activation va installer le système, cela va prendre de 30 secondes à 2 minutes pour configurer l’environnement d’une façon à être prêt pour l’utilisation. Une fois l’activation terminée, les fonctionnalités sont disponibles afin d’être utilisables, réduisant ainsi le temps nécessaire pour être opérationnel.

Nous utilisons le processus écologique, en sélectionnant quelques composants dans le navigateur. Le processus écologique est la fonctionnalité qui va nous servir à transmettre des changements aux consommateurs en aval.

Nous pouvons remplir des informations, pour transmettre au consommateur en aval la raison pour laquelle le changement a été fait, et quel type de solution a été mis en place pour le résoudre. Ces informations seront utiles pour la traçabilité des pistes d’audit afin de revenir sur les versions et savoir en quoi elles consistaient, nous devons, par la suite, sauvegarder les informations.

Dans les détails, nous pouvons voir les informations entrées précédemment.

Aussi, dans les éléments affectés, nous pouvons voir les numéros attribués et éditer les informations entrées comme étant “sortie de la production” ou  “entrer en pré production”, afin de savoir les informations à traiter lors de la production.

Dans l’onglet “A”, il est possible d’entrer une adresse mail à laquelle envoyer les informations de modifications aux participants.

Il y a deux façons d’approuver les changements, dans le ruban déroulant ou bien dans l’approbation du flux de travail.

Il y a différents degrés d’approbation d’un changement qui va définir le statut du changement et l’action de la modification, à effectuer comme “annuler le changement”, “approbation accélérée”, “révision par voie rapide”, “soumettre au travail”.

Nous pouvons, après sélection du statut du changement, soumettre en mettant un commentaire pour voir apparaître le statut du changement.

Une fois que le statut du changement a été approuvé, nous pouvons avoir accès à toutes les informations entrées précédemment.

Utilisation dans l'environnement de dessins

Nous pouvons, en double cliquant sur un tableau, avoir accès à des options du changement comme “le numéro d’élément », “le cycle de vie”,  ‘la révision”, “le statut.

Les options apparaissent dans le tableau, une fois la case cochée dans la liste des options.

Nous pouvons modifier la cartouche en indiquant les informations liées aux options du changement.