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11/12/2014 1 © sirris | www.sirris.be | [email protected] | Bon Appétit ! P’tit Dej du 3D Printing ?

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Page 1: Presentation sirris pt dej 1812

11/12/2014 1© sirris | www.sirris.be | [email protected] |

Bon Appétit !

P’tit Dej du 3D Printing ?

Page 2: Presentation sirris pt dej 1812

© sirris | www.sirris.be | [email protected] | 2

Le 3D Printing par l’exemple !

Laurent Voets

P'tit Dej du 3D printing:

11/12/2014

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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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Page 4: Presentation sirris pt dej 1812

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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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© sirris 2007 | www.sirris.be | [email protected] | 5

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

© sirris 2012 | www.sirris.be | [email protected] |

Flying-cam unmanned helicopter

Frame

Carbon fiber

PA

AL

Composant : Frame

Design initial:Poids: 530gr

3 matériaux

Compolight Project 11/12/2014

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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

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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

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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

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• 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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Page 19: Presentation sirris pt dej 1812

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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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18/12/2014© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 23

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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18/12/2014© Sirris | www.sirris.be | [email protected] | 25

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:

Bientôt

le votre?

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+32 (0) 498 91 93 86

[email protected]

Laurent VOETS – Business Development

© sirris | www.sirris.be | [email protected] |

Laurent.voets

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