Une autre entreprise qui se positionne sur le segment de l'impression 3D grand format est Thermwood. Avec plus de 50 ans d'expérience dans les procédés de fabrication conventionnels - qui constituent toujours une grande partie du business principal de l'entreprise -, Thermwood a développé une technologie d’impression 3D grand format il y a quatre ans.

La technologie de Thermwood est unique en son genre pour la production de pièces de grande à très grande taille, qui intègrent des composites thermoplastiques renforcées.

Appelée LSAM (prononcé L-Sam, abréviation de Large Scale Additive Manufacturing), cette technologie hybride nécessite les capacités de l'impression 3D et des routeurs CNC pour fournir la pièce souhaitée. En termes simples, après le processus d'impression 3D de la pièce, celle-ci est découpée à la taille et à la forme exactes souhaitées à l'aide d'un routeur CNC.

« Le LSAM peut effectuer les fonctions "additive" et "soustractive" sur la même machine. Cette approche, appelée "Near-Net shape", utilise un matériau thermoplastique renforcé de fibres de carbone pour créer rapidement une pièce qui est proche, mais pas exactement, de la forme nette finale. La fonction "soustractive" usine ensuite la pièce à la forme nette finale exacte », explique Dennis Palmer, vice-président des ventes, dans une interview. 

Principales caractéristiques et applications de la technologie LSAM de Thermwood

Tout d'abord, le processus de fabrication se déroule dans un espace libre et ne nécessite pas de moules ou d'outillage.

Avec une enveloppe de construction qui commence à 3 mètres de large et qui peut atteindre 30 mètres de long, la technologie de Thermwood permet de traiter un ensemble de polymères avec des pourcentages variables de fibres de carbone. Nous comptons dans cette liste les matériaux les plus couramment utilisés dans l'industrie : ABS, PPS, PSU, PESU, Nylon, Polycarbonate, Ultem.

Les machines de Thermwood intègrent à la fois un portique d'impression et un portique de découpe, d'où la machine CNC à cinq axes.

En outre, ce qui rend la technologie de Thermwood exceptionnelle, c'est sa tête d'impression. Reconnue pour sa capacité à traiter des matériaux composites thermoplastiques chargés à des températures pouvant atteindre 343°C, leur combinaison avec les portiques d'impression et de découpe permettrait d'obtenir des taux de production élevés et une meilleure intégration entre les couches imprimées et la structure imprimée sans vide.

En ce qui concerne les pièces imprimables, la LSAM peut produire de 86 kg à 570 kg. (258 kg) par heure. 

LSAM_MT - Première pièce imprimée en 3D - Images via Thermwood

« Nous avons plus de 55 caractéristiques brevetées (et plus d'une douzaine d'autres en attente) qui distinguent [notre] LSAM de tout autre système de FA à grande échelle disponible aujourd'hui.  Des caractéristiques comme notre roue à rouleaux refroidis, notre système d'impression à couche verticale et le logiciel LSAM 3D Print font de nous le leader incontesté de la fabrication additive à grande échelle », explique le vice-président des ventes.

La version à moindre coût de la table mobile de LSAM

Le fabricant américain croit fermement que la configuration de ses routeurs CNC à table mobile ouverte peut également constituer un avantage clé de sa technologie LSAM.

Dans cette optique, il a développé une version à table mobile moins coûteuse de sa technologie LSAM : LSAM MT. Le LSAM 1010 est le nouveau système de cette série. Le nouveau dispositif exploite les parois des systèmes LSAM plus grands avec le portique, la commande et les sous-systèmes du MT.

« Contrairement aux systèmes LSAM standard, qui comportent des portiques doubles fonctionnant sur une grande table fixe, le MT (qui signifie "Moving Table") comporte un seul portique fixe monté sur une table mobile. Disponible avec une table de 10x10 pieds, cette configuration offre plusieurs avantages significatifs, dont le moindre n'est pas un prix dramatiquement inférieur », complète Palmer.

Les principales caractéristiques de cette nouvelle gamme sont une table fixe de 10 pieds par 10 pieds (approx. 9.29 m2) ainsi qu'un seul portique mobile qui porte à la fois les têtes d'impression et de découpe - qui ne fonctionnent pas en même temps.

 Quelques applications

En bref, toute industrie qui voit un avantage dans la fabrication additive à grande échelle peut utiliser la technologie de Thermwood.

Pour mentionner des applications concrètes, ce procédé de fabrication est un candidat viable pour la production d'outillage, de moules, de montages et de modèles, pour ne citer que quelques exemples.

À cet égard, les industries susceptibles de tirer parti de cette technologie incluent les principales industries exigeantes telles l'aérospatiale et l'automobile, mais aussi la navigation, la fonderie et le thermoformage.

Repousser les limites de la LSAM

Tout comme d'autres fabricants, Thermwood envisage continuellement de nouvelles possibilités qui pourraient lui permettre de repousser les limites de sa technologie.

Dans cet esprit, le fabricant s'est récemment associé à CGTech, un éditeur de logiciels, pour simuler les capacités d'usinage de FA et fabrication soustractive de ses machines LSAM.

CGTech développe le logiciel VERICUT®, qui est une norme pour la simulation, la vérification, l'optimisation, l'analyse et la fabrication additive des machines à commande numérique.

Le logiciel de simulation additive et hybride sera utilisé avec les machines LSAM. Selon Palmer, « il assure que le parcours de l'outil est correct, éliminant ainsi la possibilité d'accidents coûteux ».

« VERICUT simule l'ajout ou la coupe, dans n'importe quelle séquence, ce qui en fait la solution parfaite pour la vérification, la simulation et l'optimisation des machines LSAM industrielles de Thermwood », a déclaré Thermwood.

La FA à grande échelle est un domaine de la FA qui présente de nombreux défis. Elle relève des défis qui ne sont pas toujours les mêmes que ceux des autres procédés de FA. Grâce à sa capacité à combiner les procédés de fabrication additive et conventionnels, Thermwood donne un avantage certain à ses utilisateurs : la possibilité d'explorer des applications qui ne sont pas toujours réalisables avec la FA conventionnelle, et c'est quelque chose qui a une grande valeur.

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