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Techniques de caractérisation des céramiques

Article de référence | Réf : N4807 v1

Chaîne numérique associée à la fabrication additive de pièces céramiques
Élaboration de pièces céramiques par fabrication additive

Auteur(s) : Thierry CHARTIER, Vincent PATELOUP, Christophe CHAPUT

Date de publication : 10 févr. 2018

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Frittage : aspects physico-chimiques - Partie 1 : frittage en phase solide

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2. Chaîne numérique associée à la fabrication additive de pièces céramiques

D’un point de vue global, le processus d’obtention d’une pièce céramique peut se résumer à :

la modélisation numérique, via un logiciel de CAO, de la pièce à réaliser ;
la facettisation de ce modèle pour qu’il puisse être traité par les outils numériques dédiés à la fabrication additive ;
le traitement de ce modèle facettisé pour en préparer la production (orientation de la pièce dans l’espace machine, création des supports, anamorphoses…) ;
le tranchage du modèle numérique obtenu pour obtenir les différentes strates de la pièce à réaliser ;
le calcul du parcours de dépôt et/ou consolidation de la matière pour chaque strate ;
la réalisation de la pièce par la machine de fabrication additive ;
les différents posttraitements spécifiques à chaque procédé (nettoyage, déliantage, traitements thermiques…).

Au cours de cette chaîne, toutes les opérations, de la modélisation CAO de la pièce au pilotage des axes de la machine de fabrication additive, sont des opérations numériques réalisées par différents outils logiciels. Seules les opérations de posttraitements, réalisées par des opérateurs qualifiés, ne requièrent pas la mise en œuvre d’un outil numérique. La connaissance de l’ensemble des outils numériques assurant la production d’une pièce est donc primordiale pour réaliser des pièces respectant les spécifications définies par le concepteur (voir figure 6).

La suite de ce chapitre présente les différents maillons de la chaîne numérique ci-dessus, excepté le modèle CAO qui est la donnée d’entrée de notre processus de réalisation de pièces céramiques par fabrication additive.

2.1 Modèle maillé

Le terme employé pour parler du modèle facettisé d'une pièce est « modèle maillé » ou « maillage ». Le principe de la facettisation est présenté au paragraphe ...

BIBLIOGRAPHIE

(1) - CHUA (C.K.), LEONG (K.F.), LIM (C.S.) - Rapid Prototyping : Principles and Applications (with Companion CD-ROM). - 2nd ed. World Scientific (2003).
(2) - REQUICHA, VOELCKER - Solid Modeling : A Historical Summary and Contemporary Assessment. - IEEE Comput Graph Appl ; 2 :9-24. doi :10.1109/MCG.1982.1674149 (1982).
(3) - HULL (C.) - * - . – Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography, (n.d.).
(4) - DECKARD (C.) - * - . – Method and apparatus for producing parts by selective sintering, (n.d.).
(5) - ZOCCA (A.), COLOMBO (P.), GOMES (C.M.), GÜNSTER (J.) - Additive Manufacturing of Ceramics : Issues, Potentialities, and Opportunities. - J Am Ceram Soc ; 98 :1983-2001. doi :10.1111/jace.13700 (2015).
(6) - SACHS (E.),...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

Microstéréolithographie de pièces céramiques complexes.
Stéréolithographie par photopolymérisation.
Fusion laser sélective de lit de poudres métalliques.
Fabrication additive – Principes généraux.
Techniques de caractérisation des céramiques.
Fabrication additive : contrôles.
L'impression...

1 Normes et standards

L’Union de normalisation de la mécanique se charge, via sa commission UNM 920, de recenser l’ensemble des normes ISO et CEN traitant de la fabrication additive.

( http://www.unm.fr/main/core.php?pag_id=53&=249)

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2 Annuaire

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2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Machines de fabrication additive céramique par technologie SLS :

Phenix systems

http://www.phenix-systems.com/fr

Machines de fabrication additive céramique par stéréolithographie :

3DCeram

http://3dceram.com/

Machines de fabrication additive céramique par jet d’encre :

Ceradrop

http://www.ceradrop.com/en/

Machines de fabrication additive céramique par aérosol :

Optomec

https://www.optomec.com/

Machines de...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - PRINCIPES DE LA FABRICATION ADDITIVE DE PIÈCES CÉRAMIQUES

1.1 - Problématique de l’accessibilité
1.2 - Problématique du matériau
1.3 - Problématique de la description topologique de la pièce à réaliser
1.4 - Problématique de la précision dimensionnelle et géométrique

2 - CHAÎNE NUMÉRIQUE ASSOCIÉE À LA FABRICATION ADDITIVE DE PIÈCES CÉRAMIQUES

2.1 - Modèle maillé
2.2 - Modèle maillé orienté
2.3 - Modèle maillé orienté avec supports
2.4 - Modèle tranché
2.5 - Trajets de dépôt/consolidation de matière
2.6 - Commande de la machine

3 - CLASSIFICATION DES PROCÉDÉS DE FABRICATION ADDITIVE

3.1 - Procédés à base de matériaux solides 0D
3.2 - Procédés à base de matériaux solides 1D
3.3 - Procédés à base de matériaux solides 2D
3.4 - Procédés à base de suspensions ou pâtes
3.5 - Synthèse

4 - DIFFÉRENTES TECHNOLOGIES

4.1 - Consolidation d’un lit de poudre par dépôt de liant (Binder Jetting)
4.2 - Impression jet d’encre (Ink-Jet Printing)
4.3 - Découpe et thermocompression (Laminated Object Manufacturing)
4.4 - Dépôt par aérosol (Aerosol Jet Printing)
4.5 - Frittage laser de poudres (Selective Laser Sintering)
4.6 - Extrusion 3D (Robocasting – Fused Deposition Modeling)
4.7 - Stéréolithographie (Stereolithography)
4.8 - Comparaison des différentes technologies présentées

5 - INTÉRÊT TECHNIQUE ET TECHNICO-ÉCONOMIQUE PAR RAPPORT AUX PROCÉDÉS CONVENTIONNELS

5.1 - Géométrie des pièces
5.2 - Accessibilité accrue du procédé
5.3 - Réduction du temps, de l’espace et du coût de production
5.4 - Comparaison des différents procédés de fabrication des pièces en céramique technique