Première : Concept Laser présente la pièce fabriquée de manière additive la plus grande à ce jour

Tableau 1 : Valeurs comparatives entre grand format et moyen format

Tableau 1 : Valeurs comparatives pour un système grand format vs. moyen format

Plus grande pièce fabriquée par fabrication additive : un boîtier de transmission en aluminium (dimensions : x : 474 mm ; y : 367 mm ; z : 480 mm – hors hauteur de la plateforme de construction) est réalisé à partir de poudre à des débits de > 50 cm³/h. (Photo : Concept Laser GmbH)

Dr. Florian Bechmann, Directeur du développement chez Concept Laser : « La séparation entre la chambre de processus et la zone de manipulation, typique de Concept Laser, est un aspect pertinent en termes de sécurité et de qualité. C’est également une caractéristique essentielle de la X line 1000R. » (Photo : Concept Laser GmbH)

Dr. Florian Bechmann, Directeur du développement chez Concept Laser : « La séparation entre la chambre de processus et la zone de manutention est une caractéristique typique de Concept Laser et constitue un aspect important en termes de sécurité et de qualité. C'est également une caractéristique essentielle de la série X line 1000R. » (Photo : Concept Laser GmbH)

Grande installation X line 1000R pour le traitement de matériaux réactifs dans un système fermé avec transport automatique de la poudre et séparation cohérente entre la chambre de processus et la zone de manutention (Photo : Concept Laser GmbH) / La X line 1000R - grand système pour le traitement de matériaux réactifs dans un système fermé avec transport automatique de la poudre et séparation cohérente de la chambre de processus et de la zone de manutention (Photo : Concept Laser GmbH)

Les approches de fabrication additive ou générative révolutionnent actuellement la pensée des ingénieurs de développement et suscitent de nouveaux engouements. Ainsi, les pièces 3D de grande taille sont à la mode. La grande installation X line 1000R, développée en collaboration avec l'Institut Fraunhofer pour la technologie laser (ILT) à Aachen, constitue une étape de développement importante vers de nouvelles dimensions de l'impression 3D industrielle avec des métaux. La pièce maîtresse de l'installation est une optique développée par l'ILT avec un laser de 1 000 watts. Le saut de la classe 400 watts à cette nouvelle dimension représente un saut quantique en termes de tailles de pièces possibles et de taux de construction. Après une phase de développement bêta réussie, Concept Laser présente désormais la X line 1000R comme modèle de série avec le plus grand volume de construction actuellement sur le marché (630 x 400 x 500 mm).

La X line 1000R a été conçue pour la fabrication sans outil de grandes pièces fonctionnelles et de prototypes techniques avec des propriétés matérielles identiques à celles de la production en série. La pièce maîtresse de la X line 1000R est un laser haute puissance dans le domaine du kilowatt, permettant une augmentation significative de la productivité par rapport aux installations de fusion laser courantes sur le marché.

Vitesse de construction en forte augmentation

La X line 1000R cible principalement l'industrie automobile ainsi que le secteur de l'aérospatiale. L'installation se révèle compatible avec différents matériaux : alors que dans l'industrie automobile, il s'agit principalement de pièces en aluminium pour la construction légère, l'aérospatiale se concentre sur des matériaux haute performance tels que le titane. Les vitesses de construction possibles sont très attractives pour les deux industries : une installation moyenne atteint typiquement 10-15 cm³/h, tandis que la X line 1000R peut atteindre jusqu'à 65 cm³/h (soit une augmentation jusqu'à 650%). Garanties par des modules de gestion de la qualité brevetés, tels que QMcoating ou QMmeltpool de Concept Laser, la qualité des pièces reste pleinement assurée malgré un processus très dynamique.

Fin de la phase de développement bêta

Après la présentation du prototype à l'Euromold 2012, axée sur le développement de machines et de systèmes de contrôle sur mesure, les développeurs de Concept Laser se sont concentrés en 2013 sur le processus de fabrication proprement dit et la qualification des matériaux. Dr Florian Bechmann, chef du développement chez Concept Laser : « L'optimisation des paramètres de processus et une qualification intensive des matériaux étaient à l'ordre du jour lors de la phase bêta, afin de mener la X line 1000R à la maturité de série. » Cela comprenait une température équilibrée dans la chambre de construction pour éviter la déformation des pièces « surdimensionnées ». La longueur maximale des pièces indiquée par Concept Laser est de 740 mm.

Présentation de la plus grande pièce - premiers retours d'expérience illustrant les possibilités de conception

Les dimensions de la pièce de transmission en aluminium sont impressionnantes : 474 x 367 x 480 mm (sans tenir compte de la hauteur du plateau de construction). Il s'agit de la plus grande pièce métallique jamais fabriquée par fusion laser sur lit de poudre. « En cas de construction hybride, il est possible de réaliser des géométries dépassant légèrement les dimensions « nues » de la chambre de construction, atteignant une hauteur pouvant aller jusqu'à 540 mm », explique Dr Florian Bechmann. La X line 1000R en série permet une augmentation significative des taux de construction, une amélioration de la qualité de surface, une haute reproductibilité et fiabilité de l'installation grâce à une surveillance de processus appropriée, ainsi que la qualification d'une large gamme de matériaux en poudre pour diverses applications.

De nouvelles applications dans la tête de l'industrie automobile

Actuellement, pour les utilisateurs de la classe XXL dans l'industrie automobile, les alliages d'aluminium (AL) sont très prisés. Ce matériau est attrayant pour les départements de développement dans le contexte de la construction légère automobile. L'objectif est notamment de remplacer, dès les premières phases de développement, des procédés coûteux comme le sable et la moulure sous pression. De plus, la méthode LaserCUSING offre la possibilité de créer des structures légères avec une grande rigidité, permettant des géométries optimisées en poids, presque sans restrictions constructives.

L'aérospatiale comme moteur de développement

À l'horizon, une demande accrue pour des applications en titane et en alliages à base de nickel se profile. Ces classes de matériaux sont particulièrement intéressantes pour répondre aux exigences extrêmes du secteur aéronautique et spatial. La X line 1000R dispose donc d'un système fermé pour une gestion sûre du processus et des poudres, conforme aux strictes directives ATEX. « Sur le plan de la sécurité et de la qualité, la séparation entre la chambre de construction et la zone de manipulation, typique de Concept Laser, reste un aspect essentiel », commente Dr Florian Bechmann. De nouvelles applications émergent actuellement dans l'esprit des ingénieurs de développement. Outre des pièces pour la technique d'entraînement, il s'agit de prototypes pour l'aérospatiale, de pièces de turbines pour la production d'énergie ou la construction aéronautique. Fait intéressant, le LaserCUSING peut également être utilisé pour la réparation de turbines : une pale de turbine usée peut ainsi être réparée par fusion laser. La pièce de turbine encore en bon état peut ainsi entrer dans un nouveau cycle de vie, rapidement et à moindre coût.