Bourget 2017 : EOS équipe son imprimante 3D M 290 d’un tomographe optique

Spécialiste de l’impression 3D métal via la technologie de fusion de poudre métallique par faisceau laser (DMLS), l’allemand EOS a présenté sur le salon du Bourget 2017 son imprimante M 290 équipée d’un système de contrôle non destructif. L’objectif est de contrôler la qualité de fabrication de la pièce tout au long du processus, couche après couche afin d’interrompre la production si l qualité attendue n’est pas au rendez-vous et, à partir de 2018, corriger à la volée les défauts.

Une imprimante 3D métal qui détecte elle-même les défauts de fabrication

« Dans le secteur aéronautique, on réalise de fréquent contrôles non destructifs après la fabrication d’une pièce afin de vérifier que celle-ci a été correctement produite. L’idée, c’est d’intégrer la méthodologie de contrôle pendant le processus de fabrication lui-même. » explique Frédéric Verlon, key Account Manager pour le marché aérospatial d’EOS. Dans un premier temps, EOS a développé des algorithmes réalisant une surveillance des paramètres de la machine qui sont liés à la fabrication. Il s’agit de la puissance du laser, la température du plateau chauffant, le débit de gaz, la teneur en oxygène de la chambre de fabrication, etc. En parallèle, le concepteur d’imprimantes 3D a développé des appareils de mesure qui viennent équiper ses machines, notamment des capteurs optiques qui analysent la lumière émise par l’interaction entre  le laser et la matière. « Nous avons lancé un premier système l’année dernière qui analyse l’énergie émise par le bain de fusion et nous lançons au Bourget un système de tomographie optique qui s’appuie sur une caméra CMOS en proche infrarouge et qui surveille l’impression en continue, au rythme de 10 images par seconde. » La précision du dispositif présenté au Bourget est de l’ordre de centième de micron, et l’analyse de la pièce en cours de production est présentée sur l’écran dont est équipée l’imprimante mais aussi sur une application mobile. Un responsable de production peut donc suivre le fonctionnement de out un parc de machines de son atelier depuis sa tablette et avoir un état des productions en courts sans avoir à se déplacer. « Ce sont des machines de production. On n’est plus dans le domaine du prototypage ou des tests de laboratoire, en intégrant la tomographie dans la machines, on n’a plus à envoyer la pièce et attendre qu’un laboratoire envoie ses résultats » ajoute le responsable.

Un système de contrôle qui sera prochainement pro-actif

Le tomographe optique (en bleu) est disposé au-dessus du bac d’impression de la EOS M 290.

Le dispositif équipe pour l’instant la M 290, et la M 400, le plus grand modèle de la gamme d’imprimantes 3D métal d’EOS en disposera à son tour en 2018.   Les ingénieurs d’EOS ne compte pas en rester là.  « La version actuelle du logiciel est en boucle ouverte : il informe l’utilisateur qui va décider des mesures à prendre. Les données sont analysées via des algorithmes qui sont capables de dire s’il y a des porosités dans la pièce, des manques de fusion. On dispose d’une cartographie complète de la pièce et on programme les critères d’acceptation de la pièce dans la machine, un taux de défaut. La machine peut alors sont générer un avertissement lorsque le seuil fixé est atteint, soit une alarme afin d’arrêter la fabrication de la pièce. Nous travaillons aujourd’hui sur une boucle fermée où les paramètres de la machines pourraient être modifiés en cours de production pour corriger un défaut constaté dès la couche suivante. C’est encore au stade du développement, avec pour objectif de le proposer l’année prochaine. »

Que EOS ait présenté ce dispositif sur le salon du Bourget n’a rien d’un hasard. Le secteur aéronautique est très demandeur de ce type d’approche du fait des normes de qualité, mais Frédéric Verlon estime que le secteur médical sera, lui-aussi, très demandeur de cette approche, de même que toutes les industries exigeantes en termes de qualité.

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