L’année 2021 a été une année chargée pour le fabricant de machines Thermwood, qui a dévoilé de nouvelles imprimantes 3D, de nouveaux dispositifs pour améliorer le processus d’impression avec son procédé LSAM et signé de nouveaux partenariats avec des organisations.
L’une des premières choses que nous a apprises le fournisseur de machines et de services d’impression 3D très grand format avec des matériaux composites en granulés de polymère renforcé de fibres (FPR) est qu’il existe un marché pour les pièces imprimées en 3D de très grande taille. Quelle est la taille de ce marché en Europe ?
À l’occasion de formnext 2021, nous avons rencontré Dieter Ottmann, responsable du développement commercial de Thermwood dans la région DACH, afin de comprendre l’évolution du marché européen de la fabrication additive à grande échelle (LSAM = Large Scale Additive Manufacturing), tant du point de vue de la fabrication que des affaires.
Selon Ottmann, le procédé LSAM est un procédé qui attire les mêmes industries verticales en Europe qu’aux États-Unis : l’aérospatiale, la construction de machines et d’installations, l’automobile et la construction. « Toutefois, la disposition de la chaîne d’approvisionnement est, dans certains domaines, différente de celle du marché américain », note-t-il. En termes d’applications, les grandes œuvres d’art qui semblent très attrayantes pour le LSAM aux États-Unis ne sont pas encore très répandues en Europe, poursuit Ottmann.
Cependant, dans les environnements industriels, le procédé LSAM de Thermwood a prouvé ses capacités à réaliser une large gamme d’applications, y compris l’outillage pour autoclave. Pour rappel, de telles applications sont devenues essentielles pour le traitement de composants structurels aérospatiaux en composite polymère de haute qualité. Dans le domaine de l’aérospatiale, par exemple, l’investissement dans l’équipement de fabrication requis doit être fait de manière très stratégique car sa fabrication s’accompagne souvent de certains défis au niveau des matériaux, des dimensions (le défi étant ici d’obtenir les mêmes dimensions pour chaque axe), pour n’en citer que quelques-uns.
En ce qui concerne les matériaux, l’un des avantages du traitement des fibres coupées sur le LSAM est que les opérateurs peuvent profiter des propriétés de résistance, de la grande disponibilité et du coût inférieur des granulés par rapport aux filaments. Sans oublier que l’utilisation de fibres coupées fournit un renforcement distribué dans toute la matrice de l’impression.
Pour démontrer le potentiel de ces matériaux avec le procédé LSAM, Thermwood a présenté à formnext 2021 deux grandes pièces qui ont été imprimées en 3D avec une partie du matériau le plus utilisé dans l’impression 3D composite : la fibre de carbone. Ce matériau offre une plus grande résistance, une meilleure conductivité thermique et un coefficient de dilatation thermique plus faible, tous très critiques pour les applications d’outillage.
« La première pièce est un outil Air Foil fabriqué à partir de Sabic ULTEM (chargé à 20% de fibre de carbone), et a été imprimé et découpé sur une LSAM 1020. La seconde pièce (à moitié découpée) est également fabriquée à partir de Sabic ULTEM (20% de fibre de carbone), et a été imprimée en direct sur une LSAM Additive Printer 510 pendant le salon Rapid à Chicago », explique le dirigeant allemand de la société.
Il est intéressant de noter que ces exemples révèlent la capacité du procédé LSAM à répondre aux besoins d’outillage et de prototypage, qui, en fin de compte, sont les principales applications mises en avant par ceux qui souhaitent produire de très grandes pièces. En revanche, ils nous amènent à nous interroger sur la capacité de cette technologie à répondre aux besoins de pièces de production prêtes à l’emploi.
A cette question, Ottmann répond : « la grande majorité de notre clientèle veut construire exactement ce qu’elle avait avec l’outillage traditionnel avec les économies de coût et de temps de l’impression 3D. Ce que nous avons compris très tôt, c’est que nous devons minimiser les risques liés à l’adoption d’une technologie émergente en proposant des fonctionnalités, des logiciels et des formations étendus ».
En recentrant le débat sur le point de vue de la fabrication, Ottmann rappelle que Thermwood conçoit le logiciel de contrôle autour de la gestion du processus d’impression, de sorte que chaque jour, des fonctions se produisent juste en appuyant un bouton.
« Quelques exemples seraient le chargement et le déchargement corrects du matériel et le contrôle du temps de couche, qui est surveillé et géré par le système. Contrairement à la plupart des constructeurs de machines, Thermwood produit le contrôle, de sorte que nous n’avons pas à attendre qu’un tiers fasse des mises à jour. La capacité de Thermwood à construire chaque aspect rend le processus d’impression beaucoup plus fluide et laisse peu de place à l’erreur de l’opérateur. Thermwood propose également une formation complète, tant en classe que sur le terrain », ajoute notre interlocuteur.
Les prochains défis à relever tant du point de vue de l’utilisateur que du fabricant
Une chose qu’on omet souvent de dire dans la façon dont les entreprises exploitent la FA, c’est que les équipes sont souvent dirigées par des personnes qui n’ont pas toujours l’expérience technique requise pour embrasser toutes les facettes de la technologie. C’est également le cas pour les utilisateurs du procédé LSAM de Thermwood. C’est pourquoi Ken Susnjara, fondateur, président et CEO de Thermwood Corporation, a écrit « A Manager’s Guide to Large Scale Additive Manufacturing« .
Ce livre de 315 pages, actuellement disponible sous forme de livre électronique ou de livre de poche, a pour but d’aider les managers non techniques à comprendre les bases d’une nouvelle technologie qui révolutionne la production de moules, d’outils et d’autres produits industriels et commerciaux en composite de grande taille.
Susnjara explique dans un langage courant et sans fioritures ce qu’est cette technologie, comment elle fonctionne, ce qui fonctionne réellement, ce qui ne fonctionne pas et pourquoi. Un responsable non technique ne doit pas essayer de comprendre le LSAM dans tous ses détails pour maîtriser la technologie. Cependant, il doit connaître toutes les bases pour calculer correctement les avantages et les changements que LSAM peut apporter à une entreprise.
À l’heure actuelle, le fait que Thermwood ait réussi à installer ses machines additives à grande échelle dans des environnements de production quotidiens au sein de diverses industries confirme à nouveau que le marché des pièces imprimées en 3D de très grande taille est en pleine croissance. Plus important encore, cela montre que ce marché va au-delà du simple fait de vendre des machines comme prototypes.
Pour que ce succès perdure, Thermwood, tout comme les autres fabricants de machines, doit continuellement améliorer le processus de fabrication avec ses machines. C’est pourquoi l’entreprise lancera dans quelques jours l' »Angle Layer Printing » (abréviation de ALP). D’autres annonces suivront également, des annonces qui promettent de renforcer la position de Thermwood sur le marché. Jusqu’à présent, la société a toujours tenu ses promesses, et je ne doute pas qu’elle continuera à le faire.
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