Un nouveau logiciel apporte l’automatisation à la fabrication additive
Un algorithme peut mapper des conceptions de CAO vers des imprimantes 5 axes de pointe pour accélérer le processus d’impression 3D et le rendre plus efficace.
L’automatisation est utilisée dans la fabrication traditionnelle pour plus d’efficacité et de rapidité. Les chercheurs souhaitent apporter le même avantage à la fabrication additive (AM), qui implique des machines et des processus d’impression 3D.
Les innovations dans le matériel d’impression 3D – telles que les machines à cinq axes – sont devenues hors de portée du logiciel qui fait fonctionner l’équipement. Pour aider à résoudre ce problème, le chercheur Xinyi Xiao a aidé à développer un logiciel de planification de processus automatisé pour économiser de l’argent, du temps et des ressources de conception.
Un chercheur de la Penn State University a développé un logiciel de planification de processus automatisé pour aider à économiser de l’argent, du temps et des ressources de conception lors de la création de pièces avec des machines de fabrication additive à cinq axes.
« La FA à cinq axes est un domaine jeune, et le logiciel n’y est pas encore », a déclaré Xinyi Xiao, professeur adjoint d’ingénierie mécanique et de fabrication à l’Université de Miami dans l’Ohio. Elle a récemment obtenu son doctorat à la Penn State University où elle a travaillé sous la supervision de Sanjay Joshi, professeur de génie industriel.
Les machines à cinq axes sont conçues pour se déplacer linéairement le long d’un plan x, y et z et tourner entre ces plans pour modifier l’orientation de l’objet. Les machines sont une innovation au-delà des machines d’impression 3D traditionnelles à trois axes, qui manquent de capacités de rotation et nécessitent des structures de support.
Bien que ces nouvelles machines soient potentiellement plus efficaces et puissent générer des économies de coûts, il y a un inconvénient à ce qu’elles atteignent leur plein potentiel, a déclaré Xiao. Il leur manque actuellement la même planification de conception et la même automatisation que les machines à trois axes. Xiao a abordé ce problème dans le cadre de son programme de doctorat à Penn State.
Sommaire
AM à bouton-poussoir
À Penn State, Xiao a développé une méthodologie pour mapper automatiquement les conceptions du logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur) à la FA afin de réduire les étapes inutiles. « Vous économisez de l’argent en prenant moins de temps pour fabriquer la pièce et en utilisant également moins de matériau à partir de structures de support à trois axes », a déclaré Xiao.
Joshi a noté que Xiao a inventé un logiciel qui utilise un algorithme qui peut automatiser le processus de décision pour la fabrication de conceptions dans le but de la fabrication additive par bouton-poussoir. « L’idée du logiciel est de rendre la FA à cinq axes entièrement automatisée sans avoir besoin de travail manuel ou de re-conception d’un produit », a déclaré Joshi.
Une approche Lego de l’automatisation
Xiao a comparé le fonctionnement du logiciel à l’assemblage de blocs de construction Lego. L’algorithme détermine automatiquement à la fois les sections et les orientations d’une pièce. Le logiciel indique quand chaque section sera imprimée, ainsi que l’orientation dans la séquence d’impression.
Chaque section de la pièce peut être imprimée sans structures de support et est fabriquée dans l’ordre, donnant à la machine la possibilité de tourner sur tous ses axes pour réorienter la pièce et continuer l’impression.
Avantages de l’automatisation
L’algorithme peut créer de l’automatisation et de l’efficacité en aidant à informer le plan d’un concepteur avant l’impression de la pièce. Cela permet à l’utilisateur d’apporter des corrections ou de modifier la conception pour éviter le gaspillage et économiser sur les coûts. Il peut également déterminer la faisabilité d’imprimer une pièce en utilisant une fabrication sans support. « Avec un algorithme, vous n’avez pas vraiment besoin de l’expertise de l’utilisateur car c’est dans le logiciel », a déclaré Joshi. « L’automatisation peut vous aider à essayer un tas de scénarios différents très rapidement avant de créer quoi que ce soit sur la machine. »
Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans le Journal de fabrication additive.
Xiao prévoit de poursuivre son travail pour étendre la portée du logiciel. Elle aimerait le voir automatiser la FA dans l’aérospatiale et l’automobile où elle pense que des gains d’efficacité sont nécessaires. « Les gros composants métalliques, utilisant la fabrication additive traditionnelle, peuvent prendre des jours et gaspiller beaucoup de matériaux en utilisant des structures de support », a déclaré Xiao. « La fabrication additive est très puissante, et elle peut faire beaucoup de choses grâce à sa flexibilité. »
