Parmi les contraintes généralement remarqués dans ce domaine, on retrouve la non prise en considération de l’ensemble des étapes de fabrication. En réalité, bon nombre d’articles sont concentrés sur la phase de production, cependant il est adéquat d’avoir une vision globale de l’ensemble du process afin de faire une analyse plus pertinente. Il est obligatoire alors de considérer les autres phases.
Le process de la fabrication additive
• Le pré-process : la mise à disposition de l’énergie, de l’information et de la matière en entrée du procédé de fabrication. Cette phrase renferme particulièrement la transformation première de la matière, par exemple la mise en fil pour les procédés de dépôt de matière ou l’atomisation pour obtenir de la poudre, ainsi que toutes les étapes de préparation de la fabrication au niveau de l’information (génération de fichier de pilotage, CAO, FAO).
• généralement, la mise en forme consiste en plusieurs phases de chauffe, de veille, de construction et de préparation.
• Le post-process permet d’obtenir les caractéristiques dimensionnelles et mécaniques attendues (enlèvement de support, traitement chimique ou mécanique, cuisson).
Dès lors qu’il est adéquat d’interconnecter les différentes dimensions de la performance, et particulièrement de coupler les performances d’ordre environnemental et technique, il est indispensable de ne pas se focaliser seulement sur la phase de construction. Les phases de post-process peuvent être origines d’influences environnementales importantes, pourtant elles sont parfaitement primordiales dans le but d’obtenir une pièce répondant qualitativement aux critères établis. L’originalité de cette étude se situe dans le couplage de la dimension environnementale avec les autres dimensions de la performance (technique et économique) d’une part, dans la prise en considération de l’ensemble des phases de fabrication d’autre part.
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État de l’art
Concernant l’étape de pré-process, la littérature cite seulement des travaux sur la production de poudre par atomisation. L’atomisation de poudres est une solution physique aidant à faire passer le matériau brut sous forme de lingot à l’état de poudre. Pour cela, on utilise un creuset qui permet de mettre en fusion le matériau considéré. Sous l’effet du jet de gaz à haute pression (nitrogène ou argon), ce dernier s’écoule à travers la buse et le filet de matière en fusion est pulvérisé en fines gouttelettes. Ces dernières donnent ainsi la poudre après la solidification. Finalement, la matière sous forme de poudre est récupérée dans la chambre de collecte. Il s’agit alors d’un procédé très consommateur en fluides et énergie, provoquant des pertes de matière, ainsi des impacts environnementaux très importants peuvent être provoqués lors de cette étape.
La phase la plus renseignée est certainement celle de mise en forme, pour laquelle de nombreux auteurs présentent des relevés de consommation énergétique au cours de la fabrication et en tirent une valeur finale, qui est censée caractériser les impacts environnementaux du process. Cette donnée est très intéressante, pourtant elle reste incomplète. En réalité, les conditions de la fabrication a une influence directe sur la consommation énergétique (morphologie générale, orientation de la pièce, paramètres de fabrication…) et généralement celles-ci ne sont pas précisées. D’ailleurs, l’énergie électrique n’est pas l’unique pourvoyeur d’impacts environnementaux, il est adéquat de lui associer les rejets et les consommations de fluides et de matières. Enfin, la réalisation des couches n’est pas l’unique étape du process de production à considérer, comme déjà mentionné.
La phase de post-process est peu renseignée dans la littérature, que ce soit pour des considérations techniques ou économiques ou même pour des données environnementales. Les récapitulatifs des données que les on peut trouver dans la littérature relatifs aux consommations d’énergie électrique au cours du process de fabrication d’un produit en fabrication additive montre que l’hétérogénéité des valeurs n’aide pas à procéder à un choix sage quant à un procédé en particulier.