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Maîtres modèles et outillages

Qu’est-ce que c’est que la création d’outillage par impression 3D ?

Un maitre modèle est une pièce destinée à servir d’empreinte pour être répliquée dans un matériau différent ou pour être produite en petite série. Il existe de nombreuses technologies de fonderies permettant de dupliquer des pièces mais la création du moule est souvent laborieuse.

L’outillage est le fait de générer des pièces pouvant être utilisées pour équiper des machines spéciales, elles servent principalement d’outil pour fabriquer d’autres pièces en petites séries. Elles sont généralement trop complexes pour être usinées ou nécessitent d’être optimisées pour augmenter les performances de la machine.

L’intérêt de la fabrication additive pour créer des modèles ?

Pour ces différents cas d’utilisation, la fabrication additive joue principalement un rôle économique. En effet, elle permet d’obtenir des pièces dans des délais très courts, quelques heures, avec un coût maitrisé.

De plus, la complexité de la pièce n’est plus un problème lors de la fabrication. La précision obtenue lors de la fabrication additive est quasi-semblable à celle d’une machine 5 axes ou autre machines à commandes numériques. Des pièces creuses ou avec des cavités peuvent ainsi être obtenues, ce qui est plus difficile à partir de la fabrication soustractive.

L’outillage par fabrication additive est tout à fait adapté dans le domaine de l’aéronautique. La possibilité d’optimiser la topologie des pièces à partir d’un logiciel d’optimisation topologique permet d’obtenir des structures plus légères mais plus résistantes sur les zones de sollicitation spécifiques.

Quelques méthodes d’outillage, de moule et de fonderie :

Thermoformage : Une fine feuille de plastique est chauffée et placée sur un moule un aluminium. Des aspirateurs viennent retirer l’air existant entre les deux éléments, pour que la pièce épouse parfaitement le moule. Dans ce procédé, l’impression 3D intervient lors de la création du modèle.

Coulée par cire perdue : Un modèle en cire est imprimé en 3D, puis du plâtre est ajouté tout autour de celui-ci. L’ensemble est placé dans un four afin de faire fondre la cire et créer une empreinte à l’intérieur du plâtre, il servira par la suite de moule. Cette technique est généralement utilisée dans le but de reproduire des pièces en métal avec un niveau de détails élevé.

Surmoulage silicone : Ce procédé consiste à imprimer un maitre modèle puis de l’envelopper de silicone. Celui-ci est un ensuite découpé en deux parties pour pouvoir retirer le modèle. L’empreinte ayant été créé grâce aux propriétés mécaniques de la silicone, il ne reste plus qu’à couler le nouveau matériau après avoir agrafé les deux parties. Cette technique permet de produire de petites séries de manière économique dans un délai ne permettant la création d’un outillage.

Coulée centrifuge : Cette méthode simple s’appuie sur la force centrifuge. Un modèle réalisé par imprimante 3D est placé sur une plateforme tournante. Le matériau (métal, plastique, cire …) est inséré puis plaqué par centrifugation contre les parois du maitre modèle. Ce procédé permet de réaliser des prototypes ou réaliser des duplications de manière plus économique et rapide que par usinage traditionnel.