Essais & Simulations n°128

ESSAIS ET MODÉLISATION

ESSAIS ET MODÉLISATION INTERVIEW L’impression 3D : « la révolution de demain » Face à l’engouement suscité par la fabrication additive, les industriels doivent prendre en compte de nouvelles problématiques. Jean-Philippe Bacou, ingénieur-consultant chez Siemens PLM Software, nous en explique les enjeux. QUELLE DÉFINITION DONNEZ-VOUS DE LA FABRI- CATION ADDITIVE ? Au delà de dire que la fabrication additive est un procédé d’ajout de matière, par opposition à la production par soustraction, elle représente surtout pour moi la révolution de demain. Seul problème aujourd’hui, les cadences de production demeurent insuffisamment élevées et les précisions requises ne sont pas encore au rendez-vous. La fabrication additive seule ne répond pas encore tout à fait aux exigences industrielles mais des progrès vont actuellement dans le bon sens, notamment vers une simplification des procédés. OÙ EN SOMMES-NOUS ? Qu’elles que soient les pièces à produire (produits grand public, électroménager, industrie…), on assiste à une tendance très forte à son utilisation. Quant aux procédés d’obtention, ils ne sont pas figés. Pour l’heure, les techniques permettent de générer une partie de la pièce puis de l’usiner et ouvrent de nombreuses perspectives. QUELS IMPACTS GÉNÈRENT LA FABRICATION ADDITIVE DANS LES MÉTIERS LIÉS AUX ESSAIS ET À LA SIMULATION ? Elle apporte inévitablement quelque chose de neuf dans la manière de travailler, que ce soit dans le bureau des méthodes, le bureau d’études et les services calculs, tant aux niveaux multiaxes que mono-axe. Ces trois métiers sont désormais obligés de dialoguer et de travailler ensemble et voient leur organisation quelque peu bouleversée. La fabrication additive influe énormément sur la façon de concevoir une pièce et les opérations de calcul en raison notamment de l’apport de nouvelles matières. La fabrication additive change la manière de concevoir les pièces en optimisation topologique avec un ou deux composants nouveaux, contre quatre à cinq compo-sants bien distincts mais connus auparavant ; la fabrication additive est ainsi décorrélée des contraintes de fabrication mécanique et ouvre des nouvelles perspectives. Autre impact de ce nouveau procédé, la difficulté pour les industriels d’obtenir les informations nécessaires dans les domaines de l’analyse mécanique et dynamique. On manque de retours d’expérience. C’est pourquoi chez Siemens, groupe dans lequel plusieurs sites utilisent quotidiennement la fabrication additive, nous avons créé un centre de compétences dont l’une des fonctions est de compiler l’intégralité du savoir-faire afin de valider les pièces et de déterminer si celles-ci pourront être utilisées en production. Nous contrôlons et testons ces pièces ainsi que leur comportement structurel. QUEL RÔLE JOUE LA SIMULATION NUMÉRIQUE ? La simulation numérique intervient à plusieurs niveaux. Le premier concerne la conception des pièces en elle-même, venant en rupture avec les procédés dits traditionnels. La simulation numérique permet de prendre en compte la diversité de formes afin de générer une structure en 3D à l’intérieur de la pièce pour l’alléger par exemple (optimisation topologique). Mais créer de nouvelles formes implique toutefois que la tenue mécanique soit parfaitement conforme aux exigences. De même, lorsque l’on travaille en multiaxes, la fabrication additive ne permet pas de faire 10 IESSAIS & SIMULATIONS • N°128 • Mars-Avril 2017

ESSAIS ET MODÉLISATION tout et n’importe quoi. La simulation numérique joue alors un rôle essentiel à la fois au niveau de la conception mais aussi de la production pour de l’amélioration de pièces déjà sorties des chaînes. Elle est indispensable pour relever des défis liés à la forme et à la typologie de la pièce afin de valider que les attentes (définies dans un cahier des charges) soient bien respectées. © DR SUR QUELS TYPES D’APPLI- CATIONS LES INDUSTRIELS S’INTÉRESSENT-ILS À LA FABRICATION ADDITIVE ET EN QUOI ONT-ILS BESOIN DE LA SIMULATION ? Parmi les problématiques importantes de nos clients, notamment les utilisateurs de la solution NX 11, sortie en août 2016, figurent la pérennité des pièces détachées, à l’exemple des outillages nécessaires à la fabrication de ces pièces. Faut-il avoir recours à la fabrication additive ? La question est aujourd’hui d’actualité dans la mesure où reconcevoir un outillage par des procédés d’usinage traditionnels suppose d’obtenir dans des délais parfois serrés la matière brute nécessaire en plus des temps de réalisation. De la création du modèle à l’obtention de la pièce, cela peut prendre trois à quatre semaine contre trois à quatre jours par la fabrication additive. On voit également un intérêt en rétroconception sur des pièces dont on ne dispose pas – ou plus – des modèles. QUELLES SONT LES LIMITES DE LA FABRICATION ADDITIVE ? Pour l’heure, nous manquons encore de retours d’expérience portant sur la production en série. De plus, la tendance à la démocratisation de ce procédé est bien réelle mais il demeure un investissement important qui, malgré les gains de temps et de productivité qu’il peut générer, implique de convaincre la direction des entreprises. Enfin, de nombreuses problématiques mécaniques et de caractérisation de matériaux se posent encore, en particulier dans des secteurs clef tels que l’automobile et l’aéronautique. Les essais restent indispensables pour garantir la validité des modèles. Mais les efforts se poursuivent à vitesse grand V. Propos recueillis par Olivier Guillon ESSAIS & SIMULATIONS • N°128 • Mars-Avril 2017 I11