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Les brèves de l’impression 3D, 26 juin 2021 : TU Braunschweig, Desktop Health, 9T Labs, Alfa Romeo et AM Solutions, Alquist et Virginia Tech, Creaform et USAF.

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Dans les brèves d’aujourd’hui sur l’impression 3D, nous vous présentons des recherches intéressantes sur l’AM, puis nous parlons de certifications, de partenariats, d’applications militaires et de personnages de jeux vidéo imprimés en 3D. Lisez la suite pour connaître tous les détails !

Intégration automatisée de l’armature textile pour l’AM du béton

Application automatisée du béton projeté (a) processus de grenaillage robotisé ; (b) premiers résultats du grenaillage robotisé d’un treillis de renforcement enroulé (avant et arrière).

Depuis quelques années, les chercheurs de la Technische Universität Braunschweig travaillent à la mise au point d’une méthode automatisée d’intégration des armatures textiles à la fabrication additive du béton, en utilisant la nouvelle méthode d’impression 3D Shotcrete (SC3DP) développée à l’université, qui non seulement extrude le matériau mais le pulvérise également avec pression pour construire une structure 3D verticale. L’intégration d’une armature structurelle dans les composants en béton imprimés en 3D est un défi de taille dans l’industrie de la construction additive. Plusieurs stratégies sont actuellement à l’étude, comme l’insertion manuelle d’une armature en acier conventionnelle dans un coffrage perdu imprimé en 3D, l’impression simultanée avec la technologie de fabrication additive à l’arc électrique (WAAM), l’injection de clous et de vis pour relier verticalement les couches, etc. Les chercheurs de l’Université de Braunschweig ont récemment publié un autre article, intitulé « Development of a Robot-Based Multi-Directional Dynamic Fiber Winding Process for Additive Manufacturing Using Shotcrete 3D Printing », sur la poursuite de leurs travaux dans ce domaine.

« La recherche décrite dans cet article est dédiée à l’utilisation de fibres continues comme renforcement pour la fabrication additive, notamment en utilisant le Shotcrete », explique le résumé. « Les composites et en particulier les polymères renforcés de fibres (PRF) sont de plus en plus présents dans le renforcement du béton. Leur résistance à la corrosion, leur haute résistance à la traction, leur faible poids et leur grande flexibilité offrent une alternative intéressante aux armatures conventionnelles en acier, notamment en ce qui concerne leur utilisation dans l’impression 3D du béton. Cet article présente un développement initial d’un processus de fabrication dynamique par robot pour l’armature de béton FRP comme un moyen innovant d’augmenter la liberté de forme et l’efficacité dans la construction en béton. L’accent est mis ici sur l’armature en fibre préfabriquée, qui est bétonnée dans un processus additif ultérieur pour produire des composants porteurs. Après la présentation du concept de fabrication pour l’intégration d’armatures en PRF et de l’état de la technique, une analyse des exigences concernant le comportement de liaison mécanique dans le béton est effectuée. Cette analyse est suivie d’une description du développement d’un processus dynamique d’enroulement des fibres et de son intégration dans un système de production automatisé pour le renforcement individualisé des fibres. Ensuite, les premiers tests pour l’application automatisée du béton au moyen de l’impression 3D Shotcrete sont réalisés. En outre, une perspective décrit d’autres étapes de développement technique et donne un aperçu des concepts de fabrication avancés pour la fabrication additive de béton avec renforcement intégré des fibres. »

Desktop Health : Certification du marquage CE et lancement des prothèses dentaires Flexcera

Il y a quelques mois, Desktop Metal (NYSE : DM) a lancé une nouvelle division, appelée Desktop Health, qui est, comme vous pouvez vous y attendre, axée sur la bio-impression et les solutions AM et les matériaux avancés pour les soins personnalisés aux patients et les produits imprimés en 3D liés aux soins de santé. Récemment, la division a annoncé que sa résine propriétaire, Flexcera Base, avait reçu l’autorisation 510(k) de la FDA, ce qui permet de l’utiliser pour imprimer des prothèses dentaires. La résine Flexcera a la résistance de la céramique, associée à une chimie à longue chaîne pour des propriétés optimales de la prothèse. Lorsqu’elle est utilisée exclusivement avec les imprimantes EnvisionTEC, huit prothèses personnalisées peuvent être imprimées, avec une résistance à l’humidité pour éviter la décoloration et une haute résistance à la fracture, en moins de deux heures. Aujourd’hui, Desktop Health a révélé que sa résine Flexcera a obtenu la certification du marquage CE, ce qui signifie que les matériaux exclusifs répondent aux exigences de la directive européenne sur les dispositifs médicaux – un pas de plus vers le lancement des résines auprès des professionnels dentaires de l’UE.

« La possibilité de fournir des prothèses dentaires imprimables, belles et de haute qualité, est une nouvelle capacité puissante rendue possible par Flexcera et Desktop Health. Jusqu’à présent, la production de prothèses dentaires était limitée à des méthodes de fraisage qui prenaient beaucoup de temps, ou à des méthodes d’impression 3D qui étaient fragiles. Pour la première fois, avec Flexcera, nous disposons d’une solution numérique complète pour les prothèses dentaires, qui répond aux quatre critères fondamentaux de l’impression 3D : solidité, esthétique, précision et rapidité », a déclaré le professeur Patrik Zachrisson, cofondateur et vice-président de l’International Digital Dental Academy et dentiste partenaire de Digital Smile Studio au Royaume-Uni.

La résine Flexcera de Desktop Health devrait être lancée commercialement aux États-Unis et au Canada d’ici la fin du mois, et en Europe d’ici la fin de l’été.

9T Labs reçoit l’approbation de Solar Impulse pour la série Red

9T Labs a annoncé que sa solution brevetée de fusion additive Red Series a reçu le label Solar Impulse Efficient Solutions, développé par la fondation suisse à but non lucratif Solar Impulse. Cette organisation à but non lucratif, cofondée en 2003 en collaboration avec l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), s’est engagée à accélérer la mise en œuvre de technologies propres et rentables afin d’avoir un impact positif sur l’environnement et notre qualité de vie. Elle est bien connue pour avoir parrainé le premier vol entièrement solaire avec des avions expérimentaux à long rayon d’action en 2016. La même année, la Fondation a annoncé le programme Solar Impulse Efficient Solutions, dont l’objectif est d’identifier au moins 1 000 solutions propres et rentables provenant de jeunes entreprises, qui ne compromettent pas la croissance économique et répondent aux défis environnementaux – un objectif qu’elle a depuis lors atteint.

La plateforme Red Series Additive Fusion Solution, avec son processus de fabrication hybride associant l’impression 3D et le moulage par compression, permet la fabrication abordable, rapide et reproductible de pièces composites structurelles renforcées de fibres de carbone. Elle se compose d’un module de construction, une imprimante 3D qui se charge de la superposition des fibres et de la production de la préforme, et d’un module de fusion, comprenant une presse à compression compacte qui consolide la préforme et termine le formage de la pièce finale. Le système hybride, soutenu par la suite de conception Fibrify de 9T Labs, peut produire des pièces structurelles de haute performance, de petite à moyenne taille et de forte épaisseur, dans des volumes de production de 100 à 10 000 pièces par an, en utilisant des composites thermoplastiques de haute performance comme le PA12 et le PEKK. Ces pièces pourraient potentiellement remplacer les métaux dans des environnements difficiles, et peuvent être fabriquées avec des niveaux élevés de R&R et de très faibles quantités de déchets.

Alfa Romeo Racing ORLEN s’associe à AM Solutions

AM Solutions, une marque de l’expert en finition de surface du groupe Rösler, et Alfa Romeo Racing ORLEN s’associent dans le but de post-traiter les innovations de la voiture de course imprimée en 3D de l’équipe de F1. La voiture Alfa Romeo Racing ORLEN C41, qui participe au championnat du monde de Formule 1 2021, comporte plusieurs pièces imprimées en 3D, et avec AM Solutions comme partenaire, l’équipe sera en mesure de garantir des pièces imprimées et finies plus efficaces et plus précises. Le système S1 de l’entreprise pour l’enlèvement et le nettoyage automatiques de la poudre, qui est idéal pour les petits et moyens volumes de pièces imprimées en 3D, présente de nombreuses caractéristiques pratiques, notamment un revêtement de protection contre l’usure spécialement conçu en polyuréthane antistatique non tachant, une nouvelle conception de panier pour une distribution et une circulation optimales des pièces, une manipulation sûre et ergonomique, et une conformité ATEX.

« La fabrication additive joue un rôle de plus en plus important en Formule 1 et chaque nouvelle itération de nos voitures de course comporte davantage de pièces imprimées en 3D – en plus de celles utilisées dans d’autres opérations de l’entreprise, des modèles de soufflerie aux pièces expérimentales », a déclaré Frédéric Vasseur, directeur de l’équipe Alfa Romeo Racing ORLEN et PDG de Sauber Motorsport AG.

« Les innovations apportées par AM Solutions nous aident à créer des pièces rapidement, plus efficacement et avec moins de déchets, ce qui signifie que nous gagnons du temps et de l’argent, deux ressources disponibles en quantités très limitées dans notre sport, tout en améliorant la durabilité de nos opérations. Tout cela fait partie des gains marginaux que nous réalisons dans tous les aspects de nos opérations à mesure que nous nous rapprochons de l’avant de la grille. »

Alquist &amp ; Virginia Tech Impression 3D d’une maison unifamiliale

La maison en béton imprimé en 3D d’Alquist, située à Richmond, en Virginie, est équipée d’une balançoire sous le porche et d’un système avancé de maison intelligente développé par Virginia Tech. (Image fournie par Alquist)

Le Virginia Center for Housing Research (VCHR) de Virginia Tech et la société de construction additive Alquist travaillent ensemble sur un nouveau type de maison imprimée en 3D, qu’ils considèrent comme la première de ce type aux États-Unis : une maison unifamiliale imprimée en 3D financée par une subvention de partenariat public-privé. Grâce à la subvention de démonstration de l’innovation de 500 000 dollars accordée par Virginia Housing, Alquist a acheté l’imprimante 3D de construction modulaire BOD2 de COBOD, qui peut être montée et démontée en quelques heures seulement et ne nécessite que deux ouvriers qualifiés pour la faire fonctionner ; l’impression 3D peut soi-disant être terminée en moins de 15 heures. L’équipe a donné le coup d’envoi de la construction de la maison prototype de trois chambres à coucher et de 1 500 pieds carrés au début du mois, et elle devrait être terminée en octobre. Alquist, qui espère utiliser ce projet comme un exemple du type de logement à faible coût qui pourrait être développé pour les communautés rurales à travers le pays, utilise un mélange de béton pour imprimer uniquement les murs extérieurs, ce qui permettra de réduire les coûts. L’université a mis au point un système propriétaire de surveillance de la maison intelligente basé sur le Raspberry Pi, qui comprend un système de sécurité et d’alarme, la gestion des urgences, la détection de l’environnement intérieur pour des choses comme l’humidité, l’éclairage et la qualité de l’air, l’optimisation de la consommation d’énergie, etc.

« Alors que la plupart des projets d’impression 3D se concentrent sur les zones résidentielles urbaines et les bâtiments commerciaux, de nombreuses régions confrontées aux plus grands problèmes de logement se trouvent en Amérique rurale. C’est pourquoi nous nous sommes associés à Virginia Housing et Virginia Tech pour construire des maisons pour les personnes qui vivent en dehors des endroits où la plupart des fonds destinés aux programmes de logement sont dépensés », explique Zachary Mannheimer, fondateur et PDG d’Alquist.

Les autres partenaires du projet sont l’entrepreneur général RMT Construction &amp ; Development Group et les organisations locales à but non lucratif Project : HOMES et la Better Housing Coalition.

Utilisation de la numérisation 3D dans l’armée

Inspection d’un échantillon de bosses sur un avion. Mesures des caractéristiques avec une profondeur maximale hors tolérance.

Il est évident que les avions ne servent à rien s’ils ne sont pas en état de voler, et le personnel chargé de leur entretien est toujours à la recherche de moyens plus efficaces pour augmenter les délais de maintenance et réduire les coûts et les risques. La numérisation et la technologie de mesure 3D sont très utiles dans ces scénarios, car elles peuvent être utilisées pour fournir efficacement des fichiers CAO pour les pièces d’aéronef de remplacement et les prototypes imprimés en 3D, aider à remédier aux erreurs de l’utilisateur et permettre des opérations de MRR et de rétroingénierie plus rapides, ce qui améliore ensuite l’efficacité de la mission. L’un de ces outils est le scanneur 3D HandySCAN Creaform, qui a été utilisé par le 366e Escadron de maintenance (MXS) de la base aérienne de Mountain Home (MHAFB) en Idaho pour numériser rapidement de grandes structures d’aéronefs, plutôt que d’utiliser des moules fac-similés pour la rétroingénierie. La base Travis AFB de Fairfield, en Californie, via le 60e MXS, utilise également le HandySCAN, en plus du SmartDENT 3D et des imprimantes 3D sur place, pour aider à remplacer les pièces d’avion endommagées, grâce aux fonds alloués par l’armée de l’air au Squadron Innovation Funds. Une fois, un avion C-5 a été endommagé par la grêle, et à l’aide du HandySCAN AEROPACK de Creaform, les aviateurs de Travis ont pu inspecter l’avion pour localiser et mesurer les bosses sur la surface des ailes en seulement 30 minutes.

Le sergent Christopher Smithling, chef de section adjoint du 60e MXS pour la maintenance structurelle des aéronefs, a déclaré : « Nous avions ce C-5 dans notre hangar la semaine dernière et nous avons pu inspecter les quatre panneaux structurels primaires en 30 minutes.

« Avec les deux unités de fabrication additive, nous pourrons saisir n’importe quelle pièce d’avion, la scanner, et en quatre à huit heures, nous en aurons un véritable dessin 3D que nous pourrons envoyer à l’unité de fabrication additive pour l’imprimer. »

Ratchet et Clank imprimé en 3D : Rift Apart Character

Pour finir sur une note amusante, le jeu vidéo Ratchet and Clank d’Insomniac Games : Rift Apart pour PlayStation 5 a récemment été lancé, et un fan a célébré cette arrivée avec une version imprimée en 3D, cool et extrêmement détaillée, du personnage robot Clank, sur laquelle il a travaillé pendant des mois. L’utilisateur de Twitter Tom Lacey a utilisé Blender pour créer le modèle, qui n’a pas beaucoup changé au fil des ans, et a imprimé le robot avec une imprimante 3D Creality CR-10 S4. Il a utilisé une impression en résine transparente et un motif en nid d’abeille pour obtenir les yeux énormes du personnage, et le Clank imprimé en 3D semble avoir une tête et une bouche mobiles. Lacey a dû passer un long moment à poncer les différentes parties de Clank, puis à les remplir à l’aide d’un mastic en spray, avant de les peindre à l’aérographe avec de la peinture chromée Alclad principalement. Le résultat est assez étonnant !

✨CLANK A FINALEMENT TERMINÉ✨
Après de longs mois d’impression, de ponçage et de peinture, il est enfin terminé ! Mec, ça a pris beaucoup plus de temps que je ne l’espérais haha 😅

J’espère que vous ne m’en voudrez pas de taguer quelques personnes. 🥺👉👈#RiftApart #RatchetPS5 #3Dprinting #RatchetAndClankPS5 pic.twitter.com/4AzhZeY16u

– Tom Lacey (@HappyMoonInc) 8 juin 2021

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