presentation sirris pt dej 1812
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Le 3D Printing par l’exemple !
Laurent Voets
P'tit Dej du 3D printing:
11/12/2014
Sirris | Driving industry by technology
130 experts & hight-tech infrastructure
Collective centreof the technology industry• Non profit organization• Industry owned
4,700 industrial interventions(advice, projects, services)
•within 1,700 different companies•whose 75% are SME’s•24M EUR turnover
Mission
“Increase the competitiveness of companies of the Agoria sectors through technological innovations”
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SIRRIS – ADD (1990 – 2014)• 18 engineers and technicians • Two locations: Liège (10 p.) and Charleroi (5 p.) + Vl (3)
In-house additive technologies• Stereolithography• Paste polymerisation for ceramics and metals (2 Optoform)• 3D Printing of plaster and metal powder (Z-Corp + 2 Prometal)• Laser sintering of polymeric powder (PA,…): P360 – P390• Objet Connex 500: bi-material• Laser Melting (MTT) SLM 250 HL for metal parts and inserts• EBM Arcam A2 (Titanium & CoCr)• Laser Cladding (Irepa Laser EasyCLAD)• 3D Printing of wax (Thermojet)• FDM Low cost (demonstration)
• Vacuum Casting of alu, bronze, zamak• 3D scanning & metrology (GOM, Metris, Wenzel)
ADD capacities & competencies
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Fabrication de la pièce par DMLS : frittage de
poudre métallique par faisceau laser
DMLS: Collimateur laser
Process :
Contraintes :
Collimateur utilisé pour obtenir un faisceau de
lumière laser parfaitement parallèle.Application :
Réduction du nombre de composants (13 2)
Implantation du système de refroidissement
Optimisation de la géométrie des diaphragmes
Précision par rapport à un assemblage.
Collimateur laser (domaine aerospatial)
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FLYING-CAMU N M A N N E D A E R I A L S Y S T E M S
Most of the components produced by AM44 parts in PA + C31 parts in PA (white, black, painted or not,…1 part in Connex500
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Flying Cam case study
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Flying-cam unmanned helicopter
Frame
Carbon fiber
PA
AL
Composant : Frame
Design initial:Poids: 530gr
3 matériaux
Compolight Project 11/12/2014
TOPOL(software)
optimisation
Répartition des efforts et contraintes
Définition de l’espace disponible
Fixed % initial volume
En fonction du cahier des charges > choix du matériau
STL file Stress verificationSmoothing (Magics)
or Redesign of the geometry
Fabrication additive
SLM
Alléger un composant structurel:
Optimisation topologique & fabrications additives
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Bilan:
Flying Cam case study
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Flying-cam unmanned helicopter
Design final:
Poids: 392 gr
1 matériau
Technologie: SLM (MB Proto)
Design initial:
Poids: 530gr
3 matériaux
- 20% de poids pour des performances mécaniques équivalentes et un montage plus facile
Compolight Project 11/12/2014
Procédés classiques:Perçage uniquement droit et
jonction angle droit L’accès à des canaux complexes en 3D et structures internes
un cas particulier:
les pièces à canaux internes complexes
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Fabrication additive
Compolight Project 11/12/2014
Encombrement: 85 x 85 x 38mm
Hydrauvision: Impossible crossing
Volume: 2.900 cm³
Poids: 19.2 kg
Encombrement: 210 x 210 x 70mm
Volume: 244 cm³
Poids: 0.74 kg
Compolight Project11/12/2014
• Masse: 19,2kg à (0,7 – 1,2kg) Gain de 93 à 96%
• Volume: 2.900cm³ à 244cm³ Gain de 91.6%
• Encombrement: 210 x 210 x 70mm à 85 x 85 x 38mm
• Pertes de charge: 3.25b à 0.25b gain de 92,3%
• Tenue en pression confirmée
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Hydrauvision: Impossible crossing
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2012 Formula Student car of Formula Group T
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Technologie SLA + SLS – carroserie et filtre air
Technologie LBM - rotule
Technologie EBM – porte-moyeu
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Un exemple de mariage réussi entre une conception
optimisée et les techniques additives:
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Société : AEIProduits: ForeuseSecteur : aeronautique
Bilan:1. Gain de poids / puissance
Modèle classique : 4Kg pour 850 WModèle « redesigné » via les fabrications additives: 2 kg pour 2 kW
2. Bilan économique rentable !3. Image technologique du produit / Marketing
1. intégration de fonctions2. insertion de structures lattices3. optimisation des supports en fabrication4. optimisation du placement des pièces en
fabrication.
Electron Beam MeltingMatière: TI6Al4Va
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Réalisation de pièce métallique poreuse de forme
complexe
3D Printing + Sintering
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Sur le web:
Design for AM – Engineering²
“This type of injector manufactured with traditional processes would take more thana year to make, but with these new processes it can be produced in less than four months,with a 70 percent reduction in cost.”
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Fashion
Bijouterie
Personnages
Lighting, Art
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Applications médicales
Et le futur …
Le présent…
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customisation
Home 3D Printing
Design: presets or user definedFood 3D Printing
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Le coût de la fabrication additive:
Prix de revient = + + Part Matière Part Machine Part Main d’oeuvre
€ Mat ADD > € Mat Conventionnel
MAIS
Meilleure utilisation matièreMoins de perte matériau
Optimiser les lots machines pour éviter les pertes
Taux horaire machine !
VEILLER A:Choisir la bonne technologie
Optimiser la hauteur des jobs par un bon positionnement
Avantage: peu sensible à la complexité de la
pièce Flexibilité
Customisation facile:Tfab de 100 pces identiques
=Tfab de 100 pces légèrement
différentes
CAO Nettoyage et la finition
Post-finition
CAO: avoir une conception adaptée
Attention à la géométrie des pièces Pour permettre un nettoyage
correct (supports, matériaux, …)
Post-finition : coûts très variables
BIEN PENSER DES LE DEPART« FABRICATION ADDITIVE »
POUR ETRE COMPETITIF, « PENSER » LA PIECE SUR SA GLOBALITE POUR UTILISER LES AVANTAGES DES FABRICATIONS ADDITIVES ET LES INTEGRER !
(Réduction du nbre de composants, temps d’assemblage réduit, flexibilité process, allègement, …)
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• Coût 1 pce PM: 750€ + usinage au lieu de 538€
• Coût 112 pces PM: 78€/pce + usinage
[TNO – Hydrauvision]
• Coût 1 pce PM: 450€ (similar conventional)
• Coût 150 pces PM: 43€/pce + usinage
• Coût 1 pce PM: 2500€ à 3122€+ usinage
(augmentation de 25%)
• Coût 6 pces PM: 2500€ à 2376€/pce + usinage
210 x 210 x 70mm > 85 x 85 x 38mm
265 x 200 x 165mm > 240 x 200 x 150 mm
Volume : 171 cm³ > 91 cm³
[Hydrauvision]
[Sirris – TNO- Hydrauvision]
[IFAM – Sirris ]
[Sirris – TNO-Hydrauvision]
Quelques exemples de prix
Compolight Project11/12/2014
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Les 10 commandements du designer AM1. Autrement tu penseras, ton résultat final n’en sera que meilleur.
Libère toi l’esprit vers de nouvelles frontières.
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2.Trop fin, tu éviteras car les limites des procédés sont là!
3. L’épaisseur de couche, tu tiendras compte dans ta conception pour éviter tout tracas !
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Les 10 commandements du designer AM4. Au bon positionnement de la pièce, tu réfléchiras pour obtenir une pièce conforme à tes attentes.
5. De la matière tu ajouteras dans certains cas, pour permettre des reprises qui te permettront d’atteindre ta précision et ton état de surface.
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Les 10 commandements du designer AM
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6. Au post-traitement tu penseras, pour éviter de te mordre les doigts (accès pour enlever les supports, la poudre, …).
7. Pour de grandes pièces, tu seras limité mais dans certains cas à l’assemblage tu pourras faire appel.
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Les 10 commandements du designer AM
9. Avec les matériaux tu seras prudent, car les propriétés sont parfois différentes d’un axe à l’autre.
8. Dès le départ dans ta conception, tu intégreras la notion de supports de fabrication…après il sera trop tard!
10. Aux fonctions principales de ta pièce tu t’attacheras, pour trouver le bon compromis car rien n’est parfait!
Alors seulement, les fabrications additives tu adopteras avec succès !
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EBM - Oak RidgeNational Lab
Le 3D Printing par l’exemple !
P'tit Dej du 3D printing:
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+32 (0) 498 91 93 86
Laurent VOETS – Business Development
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Laurent.voets
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