Impression 3D avec un design illimité

Manufacturers' Monthly s'entretient avec CNC Design au sujet de ses capacités de fabrication additive de grandes pièces pour différents secteurs de fabrication.

La conception CNC s'est plus récemment étendue à la fabrication additive via VSF, une solution de fabrication 3D de grandes pièces pour différentes industries telles que la construction, l'aérospatiale, la marine et l'exploitation minière. Cela convient à de nombreuses industries qui produisent des composants de très grande taille.

John Croft, responsable du développement des technologies additives pour CNC Design, se souvient de sa première rencontre avec la fabrication additive en 1991. En regardant la machine FDM imprimer une pièce en plastique à l'Université de technologie de Swinburne, il a immédiatement remarqué : « Réalisez-vous que c'est l'avenir de la fabrication ? » Il se souvient avoir déclaré que la technologie ne se limiterait pas aux seuls polymères.

« L'imprimante FDM disposait d'une surface de construction de 250 cubes, ce qui était énorme à l'époque », a déclaré Croft. « De nombreux industriels n'étaient pas prêts à exploiter les capacités de la machine et la jugeaient trop coûteuse. Les entreprises pensaient qu’il s’agissait encore d’un art noir et qu’elle ne décollerait pas, mais la fabrication additive est désormais une industrie multimilliardaire. L’industrie commence à prendre de l’ampleur quant à ce que les additifs peuvent faire dans le processus de fabrication, mais l’Australie a encore 10 à 15 ans de retard sur une grande partie du monde.

Près de trois décennies plus tard, Croft continue de développer ce métier grâce à son travail chez CNC Design, une société experte en solutions de contrôle de mouvement spécialisée dans les usines virtuelles intelligentes (VSF) et les machines CNC. Fondée par le directeur général Bruce Rowley, CNC Design a commencé comme une entreprise de modernisation de CNC, en particulier autour des machines-outils. Apportant quelque chose de nouveau sur le marché australien, la société est devenue le distributeur en Australie et en Asie du Sud-Est des produits de machines-outils Siemens, qui restent une partie intégrante de l'entreprise.

Les systèmes basés sur un portique Virtual Smart Factory (VSF) comptent parmi les plus grandes imprimantes 3D au monde et peuvent combiner l'usinage additif et 5 axes dans une seule machine. CNC Design a lancé le projet de recherche et développement pour ces machines en 2017, motivé par les exigences d'un projet spécifique d'impression de cire au Royaume-Uni.

« CNC Design considérait cela comme une technologie émergente et un marché émergent », a expliqué Croft. « Il y avait beaucoup d'acteurs pour les petites imprimeries pour les plastiques et les métaux, nous avons donc décidé de nous lancer dans l'impression à plus grande échelle, en commençant par la cire, puis en développant la technologie des imprimantes pour le béton et les thermoplastiques. »

Aujourd'hui, VSF peut imprimer de grandes pièces en béton ainsi qu'en composites thermoplastiques. Un exemple des capacités des imprimantes 3D de CNC Design est utilisé dans les applications aérospatiales, notamment la fabrication de moules sous vide utilisant des thermoplastiques à haute température (PEEK) combinés à de la fibre de carbone tout en réduisant considérablement les coûts d'outillage.

Composite VSF

VSF Composite utilise un système basé sur l'extrusion à vis qui peut imprimer avec une large gamme de thermoplastiques, notamment l'ABS, le PC, le HDPE, le PEEK et les composites renforcés de fibre de carbone ou de fibre de verre. CNC Design fournit au fabricant du Queensland Zone RV la plus grande imprimante composite, ce qui sera le plus grand système d'impression 3D de l'hémisphère sud. Le mètre 22 x 5 x 1,6 commencera à usiner les moules de la gamme de caravanes tout-terrain de la société basée à Coolum Beach, qui combinent des carrosseries composites légères avec des composants de pointe.

« Ils utilisent un grand système d'extrudeuse qui a une capacité d'extrusion jusqu'à 200 kilos par heure », remarque Croft. « En raison du poids, il s'agira d'un système à portique à deux poutres, le système d'usinage se trouvant donc sur une poutre séparée. Il est capable à la fois d’impression 3D et d’usinage.

Le système Large Area Gantry est capable de combiner le fraisage à cinq axes et l’impression à trois axes dans une seule machine. L'impression 3D à trois axes est réalisée à l'aide d'une tête d'impression CNC Design Model 60-150, dotée d'un système de séchage et de transport de granulés sous vide, permettant des cadences d'impression allant jusqu'à 200 kg par heure avec la plus grande unité d'extrudeuse. La gamme d'unités d'extrudeuse CNC Designs va de 19 kg par heure, l'unité suivante extrudant jusqu'à 40 kg par heure. Le système offre également la flexibilité de l'usinage sur cinq axes, du ponçage orbital et de la pulvérisation, avec un support à outils et une unité d'étalonnage de la tête d'impression intégrés.