La fabrication additive industrielle : procédés et applications
L'impression 3D industrielle designe l'ensemble des procédés de fabrication additive permettant de construire des pièces couche par couche a partir d'un fichier numérique CAO, sans enlèvement de matière. Contrairement a l'usinage par soustraction, la fabrication additive permet de réaliser des geometries internes complexes (canaux de refroidissement conformes, treillis optimises, pièces monobloc multifonctionnelles) impossibles ou extrêmement coûteux a produire par fraisage ou tournage CNC. En 2024, les procédés les plus utilises en mécanique industrielle sont le SLM (Selective Laser Melting) pour les pièces metalliques de précision, le SLS (Selective Laser Sintering) pour les polymères techniques et le FDM (Fused Deposition Modeling) pour les prototypes et les outillages en plastique haute performance.
La fabrication additive metallique par SLM traite des poudres d'acier 316L, 17-4PH, d'aluminium AlSi10Mg, de titane Ti-6Al-4V et d'Inconel 718 avec une résolution de couche de 20 a 80 micrometres. Les pièces obtenues presentent une densité supérieure a 99,5 % après optimisation des parametres (puissance laser, vitesse de balayage, espacement de hachure) et un traitement HIP. Le procédé DED (Directed Energy Deposition), qui depose de la poudre ou du fil metallique fondu par laser sur un substrat existant, est utilise pour la réparation de pièces usées (aubes de turbine, moules) et le rechargement de surface dur. Cette capacité de réparation représenté un avantage économique majeur pour les pièces de grande valeur ajoutée.
L'intégration de l'impression 3D industrielle dans un flux de production mécanique comprend systématiquement une phase de post-traitement. Après retrait du plateau de fabrication, les pièces metalliques subissent un traitement thermique de detensionnement, un usinage de finition CNC sur les surfaces fonctionnelles (tolerances IT6-IT7, Ra < 1,6 micrometre) et éventuellement un traitement de surface (sablage, grenaillage de parachèvement, anodisation pour l'aluminium). Le contrôle qualité inclut la mesure par machine tridimensionnelle des cotes critiques, le contrôle par tomographie X des défauts internes et la vérification des propriétés mécaniques (traction, dureté) par eprouvettes temoins fabriquées simultanément avec les pièces. La fabrication additive s'inscrit ainsi dans une chaîne de production hybride qui tire le meilleur de chaque technologie : geometrie libre de l'impression 3D et précision d'usinage des machines CNC.
