Le groupe Thermwood, qui a commencé par les revêtements thermiques et le travail du bois, s’est transformé en un équipementier de machines-outils à commande numérique de premier plan et, il y a quelques années, a fait le pont avec l’espace de la fabrication additive.
« Nous présentons les solutions de bout en bout que nous offrons, en particulier pour les fixations et les outils imprimés ou usinés », explique Brent East, responsable des comptes américains pour Thermwood. Au premier rang de leur stand à RAPID+TCT, il y avait une station de démonstration pour leur système Cut Layer Additive, ainsi qu’un éventail de différents exemples d’outillage pour les couches composites, les moules de thermoformage et les fixations d’enclave pour la cuisson de composants de qualité aérospatiale. Ces éléments, ainsi que certains des exposants les plus sympathiques du salon, ont constitué une excellente expérience pour découvrir les nouveautés de cet équipementier réputé de machines-outils et de ce partenaire de logiciels de CFAO.
Des origines modestes en tant que sous-traitant
Dans les premières années de Thermwood, l’équipe a commencé comme un atelier de fabrication d’outils et de montages pour les applications de thermoformage et de travail du bois. L’expertise dérivée des connaissances de l’entreprise dans l’industrie de l’usinage CNC reste encore aujourd’hui un élément central de l’organisation. Une nouvelle ère s’ouvre alors pour le groupe, qui commence à évoluer et à envisager la mise sur le marché d’un produit. L’expertise accumulée en tant que fabricant s’est avérée vitale lorsque le groupe a commencé à développer sa propre gamme de systèmes de portique CNC conçus pour le travail du bois, parmi les premiers à arriver sur le marché au début des années 1970.
Jusqu’à l’émergence du Cut Center pour les défonceuses CNC traditionnelles
Les ébénistes, les charpentiers et les menuisiers figuraient parmi les principaux utilisateurs finaux de la première gamme de machines-outils CNC 3 axes à portique de grand format de Thermwood.
« En travaillant avec ces différentes entreprises de menuiserie, nous avons constaté qu’elles avaient souvent besoin d’un moyen efficace pour passer de la CAO au produit fini. Nous avons vraiment développé le logiciel (Cut Center) autour de l’ébéniste, et nous avons réfléchi à tous les problèmes typiques auxquels il est confronté lorsqu’il passe à la production », explique Jody Wilmes, chef de produit chez Thermwood. « Nous nous sommes concentrés sur des éléments tels que le placement des goujons, la cartographie de l’équipement et de l’outillage pour les lots de fabrication, et surtout l’automatisation de la programmation FAO lors de l’écriture du logiciel. »
Cut Center est né après plusieurs années de développement et a ensuite trouvé sa place sur le marché pour d’autres applications que la construction d’armoires. Peu de temps après, de nombreux concepteurs et programmeurs ont trouvé que sa facilité d’utilisation et ses gains de productivité constituaient une partie cruciale de leur processus de développement de produits. Aujourd’hui, de nombreux ateliers dans le monde entier utilisent Cut Center comme principal outil de programmation. Si vous souhaitez en savoir plus sur certains des clients qui ont réussi à utiliser le logiciel, suivez leurs témoignages ici.
La fabrication additive s’appuie sur cette base
Alors que l’usinage CNC grand format commençait à décoller, les ingénieurs de Thermwood cherchaient des moyens d’élargir leur portefeuille de produits. À la fin des années 2000, l’équipe a commencé à conceptualiser une gamme de LSAM (fabrication additive à grande échelle), principalement destinée aux fabricants d’outils et de matrices et autres fixations pour les marchés de l’aérospatiale, de l’automobile et de l’industrie. Grâce aux connaissances approfondies de l’équipe en matière de programmation de machines soustractives (CNC) pour le travail du métal ou du bois, la transition vers les machines de fabrication additive pour les polymères s’est faite avec une courbe d’apprentissage assez courte. Après quelques années de R&D, Thermwood Corporation a lancé une série d’imprimantes 3D grand format dans les années 2010, se spécialisant dans les pièces particulièrement grandes et à finition nette.
Récemment, elle a lancé un produit SaaS pour l’automatisation de la FAO dans l’impression 3D.
À ce stade, Thermwood avait plusieurs décennies d’expérience en tant qu’équipementier de machines, ainsi qu’une longue période de développement d’un produit logiciel à succès. Maintenant qu’ils étaient dans l’espace de l’impression 3D, les développeurs R&D ont cherché en interne un moyen d’automatiser le processus de tranchage de l’imprimante 3D.
« Il s’agissait d’une transition naturelle pour l’entreprise », souligne Wilmes. « Nous avons fait nos preuves dans l’industrie des machines-outils à commande numérique, nous sommes passés à des systèmes additifs à grande échelle pour des industries exigeantes, et nous nous sommes lancés dans l’espace logiciel après des années d’impression (et d’usinage) d’innombrables pièces pour nos clients ».
« Il est facile pour nous de fournir des mises à jour gratuites à nos clients afin qu’ils puissent tester les pièces sur lesquelles ils travaillent tous les jours », déclare Wilmes.
Pourquoi le procédé Cut Layer Additive est-il important pour les fabricants ?
Il existe un certain nombre d’occasions où on souhaite fabriquer une pièce de grande taille, mais où on ne veut pas usiner un grand nombre de matériaux, ce qui entraînerait des déchets et minimiserait les bénéfices. « Il suffit de saisir le matériau et l’épaisseur de la paroi (comme le montre l’illustration du logiciel ci-dessus) pour produire la FAO pour n’importe quelle imprimante 3D grand format. L’apprentissage automatique intégré permet de router des éléments tels que des goujons et d’autres moyens courants d’assembler une grande pièce imprimée (ou usinée) en plusieurs morceaux », explique Wilmes. « Ce qui prend habituellement des semaines à un programmeur de FAO qualifié peut être réalisé en quelques heures avec très peu d’entrées de la part de l’utilisateur. Il n’y a pas de matériel coûteux pour faire fonctionner Cut Layer, le calcul peut être effectué sur la machine ou hors ligne, et l’entrée du fichier FAO dans une machine Thermwood vous permettra d’imprimer (ou de découper) en très peu de temps. C’est là toute la puissance de Cut-Layer, son algorithme d’apprentissage automatique intégré qui rend la fabrication d’une pièce de grand format beaucoup plus facile que le calcul manuel, la manipulation du modèle CAO, le mappage manuel des parcours d’outils et tant d’autres tâches fastidieuses et chronophages. »
Les solutions additives présentées au salon RAPID+TCT 2024
Lors du salon RAPID+TCT, Brent East m’a présenté quelques-uns des exemples d’outillage exposés. « Du côté des solutions additives, nous présentons des outils à grande échelle pour la stratification des composites, ainsi que des fixations pour amener l’outil final à la production. En discutant avec les fournisseurs présents au salon RAPID, nous constatons une augmentation des avancées en matière de matériaux, auxquelles nous nous adaptons du côté des machines afin de rester à la pointe de la technologie des polymères. »
En visitant le salon RAPID, ce regain d’intérêt pour la science des matériaux était évident à tous les niveaux du spectre. Que ce soit au niveau du consommateur, avec des entreprises de polymères telles que Polymaker qui se tournent vers les poudres métalliques de Linde, ainsi que vers les fabricants de fibres de carbone et d’autres filaments composites.
Découvrez le récap du salon RAPID+TCT ici.
East a poursuivi en évoquant certaines des récentes expansions de l’industrie spatiale et de la construction de maisons : « Avec tous les investissements en R&D réalisés dans le domaine des polymères, il est normal que les équipementiers comme nous s’adaptent aux nouveaux polymères plus rapides disponibles sur le marché et construisent des machines qui les utilisent. »
Le groupe constate également un déplacement important dans l’industrie du moulage et de la fonderie, les utilisateurs finaux considérant la FA à grande échelle comme une solution pour raccourcir les délais et réduire les coûts, à condition que le volume de production permette des économies d’échelle. L’outillage pour l’aluminium est un autre domaine dans lequel ce groupe possède une vaste expérience, ce qui a été clairement démontré lors du salon RAPID.
Innovations à attendre du procédé Cut-Layer Additive et au-delà
L’une des pièces impressionnantes présentées par l’équipe de Thermwood au salon RAPID+TCT cette année était une pièce d’outillage particulièrement grande (voir ci-dessus). Même si les pièces de grande taille font partie du champ d’action de Thermwood, ce sont les canaux de vide qui ont été placés à l’aide du logiciel de FAO automatisé (Cut Layer Additive) qui a acheminé tous les canaux de fixation/moulage, les caractéristiques d’assemblage, la programmation de l’usinage CNC, les canaux internes pour le refroidissement, la simulation de la pièce et bien plus encore à l’aide de Cut Layer.
« Il s’agit d’une avancée considérable pour tous ceux qui paient encore un programmeur onéreux pour tracer manuellement tout ce qui entre dans la fabrication d’outils et de fixations déjà coûteux », déclare Wilmes, « Nous allons continuer à déployer d’immenses efforts pour améliorer cet outil. Des éléments tels que la localisation automatique des goujons, les lignes de contrôle automatique de la température et la création de moules à partir d’un modèle 3D original sont autant d’aspects que nous prévoyons d’améliorer dans les prochaines mises à jour. »
Tout au long de son stand, l’équipe de Thermwood a présenté des exemples concrets de la façon dont elle aborde l’additivité et l’usinage à grande échelle, avec une variété de cas d’utilisation exposés. Qu’il s’agisse de prototypes de pièces d’utilisation finale, de fixations et de moules pour la stratification de composites ou d’outils de thermoformage pour les composants aérospatiaux, ce groupe basé dans l’Indiana a donné le meilleur de lui-même.
Cet article a été écrit par Will Kruspe.Traduit par Kety Sindze.
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