Produits du futur

Le laboratoire 3D dans le bâtiment de mathématiques doit être transféré dans le nouveau bâtiment de recherche IMoS sur le site Est à Hertzallee/Fasanenstraße. Ben Jastram (à gauche) et Diemar Göhlich devant l'une des grandes imprimantes 3D.

La fabrication additive par impression 3D trouve aujourd'hui de nombreuses applications dans la construction de véhicules, l'aérospatiale, l'industrie et la science.

Ben Jastram, directeur adjoint du laboratoire d'impression 3D de la TU Berlin, a déjà participé à la mise en place et possède une expérience de plusieurs années avec les différentes machines.

Composants et autres objets pour la fabrication additive de produits sont aujourd'hui « imprimés » avec une grande précision.

Tant dans l'industrie que dans la recherche, la « fabrication additive », c'est-à-dire la fabrication couche par couche de pièces avec l'imprimante 3D, devient un sujet central pour l'avenir. À l'Université Technique de Berlin, de nombreux départements s'intéressent aux technologies 3D et aux méthodes de fabrication additive. À partir du 1er janvier 2021, l'Université Technique de Berlin a donc créé l'établissement central 3D-Technologies, abrégé « ZE 3D-Tech ». Il doit à la fois rassembler l'expertise et rendre plus visibles les activités de l'Université dans ce domaine. La décision a été prise par le conseil d'administration de l'université à l'initiative du Prof. Dr.-Ing. Dietmar Göhlich, qui représente la discipline des méthodes de développement de produits et de mécatronique à l'UT Berlin.

Le site de la « ZE 3D-Tech » sera une surface de 1200 mètres carrés dans le nouveau bâtiment de recherche IMoS (Centre interdisciplinaire de modélisation et de simulation), actuellement en construction sur le site est de l'UT Berlin à Charlottenburg. Avec ses équipements de pointe, la nouvelle « ZE 3D-Tech » offrira des services dans les domaines de la visualisation 3D, de la numérisation 3D et de la fabrication additive. La nouvelle structure sera non seulement disponible – également pour la formation et la recherche interuniversitaires – mais sera aussi ouverte aux commandes du secteur privé.

La recherche sur la fabrication additive et les technologies 3D sera étroitement liée à trois nouvelles chaires associées au futur site berlinois Siemensstadt 2.0

Le noyau et la base de la future structure centrale seront le laboratoire 3D actuel de l'Institut de mathématiques de l'UT, dans la Faculté II Mathématiques et Sciences naturelles. La direction de la ZE sera liée à la chaire « Design for Additive Manufacturing », qui est prévue dans le cadre du Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science (WvSC), situé à Siemensstadt 2.0, le futur site berlinois. Ce domaine de recherche se concentrera principalement sur les processus de conception de produits et l'optimisation des pièces, y compris à l'aide de l'intelligence artificielle.

Deux autres chaires, également financées par le Land de Berlin et créées dans le cadre du WvSC à l'UT Berlin, sont étroitement liées à la thématique de l'industrie manufacturière innovante : la chaire « Materials for Additive Manufacturing », prévue à l'Institut des sciences et technologies des matériaux de l'UT, travaillera notamment sur le développement et l'optimisation de nouveaux matériaux hybrides ainsi que sur la recherche de structures composites. La chaire « Modélisation mathématique des cycles de vie industriels », prévue à l'Institut de mathématiques de l'UT, s'intéresse à la modélisation, à l'analyse et à l'exploitation de ce que l'on appelle des « jumeaux numériques », qui simulent des installations ou des produits de production. Les trois procédures de recrutement sont déjà en cours.

Médecine, construction automobile, aéronautique, biens de consommation – la technologie 3D est déjà utilisée dans de nombreux domaines

« Il est évident que le développement va vers des produits génératifs ; c'est-à-dire des produits fabriqués sans outils ou moules, directement à partir de données, à l'aide de l'imprimante 3D », explique le Professeur Dietmar Göhlich. « La fabrication additive complète, par exemple dans la mécanique et la production de produits, les méthodes classiques telles que la coulée, le fraisage ou la forge. Ainsi, avec la fabrication additive, il est possible de produire des géométries complexes sur une seule machine. Cependant, plusieurs questions de recherche fondamentales doivent encore être résolues pour une utilisation industrielle à grande échelle. »

La fabrication 3D est déjà utilisée dans de nombreux domaines, comme la construction, l'aéronautique, l'automobile, l'industrie des biens de consommation ou encore la médecine. Jusqu'à présent, les départements qui s'occupent de ces technologies et méthodes à l'UT Berlin sont dispersés dans toutes les facultés. La nouvelle structure centrale doit désormais les unir en une alliance stratégique. « Nous attendons que la ZE 3D-Tech soit le point de départ de nouveaux projets interfacultaires et interdisciplinaires, qui auront également une portée régionale et internationale », explique Dietmar Göhlich. « Un réseau de recherche et d'enseignement sur la fabrication additive existe déjà, et une trentaine de départements à l'UT Berlin ont manifesté leur intérêt pour des activités correspondantes. »

La cellule de départ se trouve dans l'ancien centre de recherche DFG « Matheon » – d'autres équipements de pointe sont prévus

Déjà en 2003, le laboratoire 3D de l'UT Berlin a été fondé par le Professeur Hartmut Schwandt dans le cadre du centre de recherche DFG « Matheon ». Il possède donc une longue expérience dans l'application et la technologie, ainsi que du personnel hautement qualifié comme le Dipl.-Ing. Ben Jastram, directeur adjoint du laboratoire 3D. Le laboratoire dispose notamment d'une CAVE à trois murs pour des projections interactives en 3D, permettant de vivre la réalité virtuelle. Imprimantes 3D, scanners, un nano-tomographe, des machines CNC ainsi qu'un parc informatique complet avec matériel et logiciels pour la fabrication additive de pièces complètent l'équipement. Il est prévu d'acquérir d'autres grands appareils pour la « ZE 3D-Tech ». Ils seront financés par des fonds d'investissement d'environ deux millions d'euros, déjà inscrits dans le budget pour le nouveau bâtiment de recherche IMoS mentionné ci-dessus.

Pour plus d'informations :

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Göhlich
Université Technique de Berlin
Faculté V Systèmes de transport et de machines
Institut de conception mécanique et de technologie des systèmes
Discipline Méthodes de développement de produits et de mécatronique
Tél. : 030 314-23241
Courriel : dietmar.goehlich@tu-berlin.de