Support et infrastructure : les apports du scan 3D

Support et infrastructure : les apports du scan 3D

Le scan 3D apporte de nombreux avantages dans différents domaines d’application, dont l’évolution et le suivi d’infrastructures neuves ou existantes. Le scan 3D, un outil à forte valeur ajoutée en matière d’infrastructure et de support Son utilisation permet d’optimiser le travail à différentes étapes : • Recherche et modélisation de l’existant • Vérification de l’existant (calcul) • Modification et/ou optimisation de l’existant (calcul et études) en phases APS (Avant-Projet Sommaire) et APD (Avant-Projet Définitif) • Support de communication (modélisation et obtention d’images réalistes) • Support de la maîtrise d’ouvrage (calcul et plans) en phase PRO • Support de la maîtrise d’œuvre (calcul et plans de fabrication) en phase EXE • BIM (Building Information Modeling) Le terme “support” peut alors désigner soit le support au maître d’œuvre ou à la maîtrise d’ouvrage, soit le support en matière d’infrastructure (tout ce qui relève du supportage). Le scanner 3D permet de générer un nuage de points. Ce dernier sera exploité de différentes manières : esquisse du volume grossier de la structure, amélioration de la précision de la maquette au moment des plans d’APS puis lorsque le projet passe en phase d’étude de construction réelle, rétro-ingénierie, vérification de la conformité… C’est aussi un outil essentiel de scan-to-BIM, puisque des nuages de points peuvent être transformés en modèles BIM. Qu’il s’agisse de structures existantes ou d’infrastructures neuves, le scan 3D représente une vraie valeur ajoutée. Comment le Groupe AMETRA utilise le scan 3D pour les infrastructures et le BIM Si ce type d’approche s’applique aux bâtiments en général, nous l’utilisons aujourd’hui beaucoup pour les ateliers et structures métalliques, comme ceux de la SNCF par...
Optimisation topologique et fabrication additive: l’alliance gagnante ?

Optimisation topologique et fabrication additive: l’alliance gagnante ?

Gain de masse, liberté de conception, rapidité de production… l’optimisation topologique et la fabrication additive font la différence dans de nombreux secteurs, en particulier l’aéronautique. Qu’est-ce que l’optimisation topologique ? L’optimisation topologique est une méthode qui permet de diminuer le poids total d’une pièce ou d’un composant. Elle vise à distribuer la matière de manière optimale en se basant sur un ensemble de charges, de limites de volume de la structure, ou encore de conditions de l’utilisateur. Le principe est d’utiliser un logiciel pour optimiser la pièce en enlevant de la matière là où elle n’est pas utile, c’est-à-dire aux endroits où les efforts ne transitent pas. Cette opération est réalisée à partir des premiers jets d’un modèle 3D, ou depuis le scan 3D d’une pièce existante en vue de l’améliorer. Le logiciel va alors projeter différentes forces et charges sur la pièce. Il va permettre d’identifier les parties où ne passent pas les efforts, et qui donc ne sont pas utiles à la pièce. Le rendu final avec cette approche est souvent reconnaissable à son aspect plus « squelettique » et organique que les produits conçus de manière traditionnelle. L’importance de combiner fabrication additive et optimisation topologique Pourquoi les deux approches fonctionnent-elles bien ensemble ? En alliant l’optimisation topologique aux techniques de fabrication additive, le champ des possibles s’élargit considérablement : D’un côté, l’optimisation topologique permet de concevoir des géométries complexes que l’usinage traditionnel ne peut pas réaliser ; De l’autre, la fabrication additive permet de créer des formes tout aussi complexes qui ne peuvent être reproduites par des procédés conventionnels ; Impression 3D et optimisation topologique permettent donc d’accélérer et d’améliorer la création de...
Industrie aéronautique et technologies 3D : quels enjeux et quelles spécificités ?

Industrie aéronautique et technologies 3D : quels enjeux et quelles spécificités ?

Le contexte aéronautique mondial est caractérisé par une très forte concurrence. L’industrie aéronautique, qu’elle implique les compagnies aériennes ou le secteur militaire, est en recherche constante de réduction de coûts, de gain de masse et de fiabilité de maintenance… tout en améliorant l’expérience voyageur et en diminuant l’émission de CO2, pour l’aviation commerciale. Du scan 3D au recours à la fabrication additive, les technologies 3D révolutionnent déjà l’aéronautique… et ce n’est que le début. Aujourd’hui, comment est utilisée la 3D dans l’industrie aéronautique ? Parmi les exemples les plus connus de recours à la 3D dans l’aviation, on peut citer l’Airbus A350 XWB et ses 1 000 pièces imprimées en 3D dès 2014. Le constructeur poursuit d’ailleurs sur cette voie, tant pour la production d’attaches moteurs en titane et de fuselages que pour la standardisation des solutions Stratasys pour la chaîne d’approvisionnement de l’A350 XWB. General Electric, qui investit massivement dans la 3D, rencontre un succès exceptionnel avec ses moteurs LEAP, conçus avec Safran Aircraft Engines, qui intègrent 19 injecteurs de fuel imprimés en 3D. Grâce à la fabrication additive, le moteur est plus léger (25% de masse en moins), apporterait une durée de vie 5 fois supérieure à ses prédécesseurs, et ne nécessite plus qu’une pièce contre 18 parties à assembler avant ! La 3D ne concerne pas que les pièces qui composent l’avion. Il peut aussi s’agir de pièces utilisées pendant des opérations de maintenance ou de contrôle, telles que les protections de commandes de cockpit. Autre exemple en matière de maintenance : la société française BeAM utilise « le procédé CLAD® (Construction Laser Additive Directe) pour construire ou reconstituer des...
L’impression 3D : à l’aube de la 4e révolution industrielle ?

L’impression 3D : à l’aube de la 4e révolution industrielle ?

Si les médias se focalisent sur l’impression 3D à destination du grand public, les vrais enjeux se jouent ailleurs. Industriels, ingénieurs et sociétés de la plupart des secteurs d’activités seront amenés à intégrer les technologies 3D dans leur manière de travailler et de produire au cours des années à venir, au risque d’être dépassés par la concurrence et par de nouveaux entrants agiles et innovants. Mais pourquoi la 3D fait-elle autant la différence, en particulier pour les ingénieurs et industriels ? En quoi l’impression 3D peut-elle provoquer la «4e révolution industrielle », comme le prédit le Dr Tim Minshall, du Cambridge University Engineering Department ? Fabrication additive et naissance d’un nouveau paradigme industriel La principale raison vient de la rupture fondamentale avec le modèle de production que l’on a connu jusque-là. Avec la numérisation et l’impression 3D, le coût d’une unité ne sera plus dépendant de son volume de production en séries. Demain, de nombreux secteurs ne pourront plus se baser sur le modèle dominant du « plus l’on produit d’unités, moins l’unité coûte ». L’approche est fondamentalement différente avec la fabrication additive, qui fonctionne par empilement de couches de matière, plutôt que par soustraction. . Les atouts du scan et de l’impression 3D L’adoption de ces technologies 3D est d’autant plus rapide qu’elles comportent de nombreux  avantages pour les ingénieurs et industriels. On peut notamment citer : Le prototypage rapideà coûts maîtrisés; La réduction des besoins de stocks et d’inventaire (ce qui permet une réduction considérable des coûts) ; La réduction du time-to-market, ce qui implique aussi que dans certains secteurs, les focus groups pourront être remplacés… par le marché lui-même ; Une nouvelle manière...
Les différentes technologies de fabrication additive

Les différentes technologies de fabrication additive

La fabrication additive désigne plusieurs technologies, qu’il s’agisse de produire des pièces métalliques ou polymères. Voici les principaux procédés utilisés selon les besoins de chaque secteur. Fusion sélective par laser (SLM, selective laser melting)  La fusion sélective par laser consiste à réaliser un modèle 3D via une succession de couches 2D. Chaque couche de poudre est fusionnée localement à la couche inférieure par le biais d’un laser puissant, au niveau d’un bac de poudre fine. Cette technique s’applique à la production de pièces métalliques. Impression 3D L’impression tridimensionnelle consiste en un dépôt mécanique de matière par couches successives. Autrefois réservée au prototypage rapide, l’impression 3D est désormais de plus en plus utilisée pour la fabrication directe de pièces. Cette technologie repose sur l’usage d’UV et permet de créer des pièces à partir de fichiers CAO. Frittage sélectif par laser (FSL ou SLS, selective laser sintering) source Dans ce procédé de prototypage rapide, les couches 2D sont frittées par un laser CO2, c’est-à-dire chauffées et fusionnées, sans recours à un liant intermédiaire. Le FSL permet de travailler une grande variété de matériaux, ce qui conduit plusieurs secteurs à y avoir recours, tels que l’aérospatial, l’automobile, l’électronique… Dépôt fil tendu (FDM, Fused deposition modeling) Il s’agit ici de déposer un filament thermoplastique en fusion par l’intermédiaire d’une buse d’extruction. L’un des avantages de ce procédé est son coût moins élevé que d’autres. Stéréolithographie (SLA, Stereolithography Apparatus) © mrambil via Wikimedia Commons  La stéréolithographie est la plus ancienne des technologies d’impression 3D. Inventée dans les années 80, elle consiste à polymériser une résine liquide à l’aide d’un un laser UV. La SLA...