Le marché de la fabrication additive n’a cessé d’innover ces dernières années, tant sur les machines que sur les matériaux toujours plus performants. Du point de vue de la technologie, Markforged a mis au point la dénommée Continuous Fiber Fabrication. Dans cet article nous allons voir en quoi consiste cette technologie unique CFF et comment celle-ci démocratise l’impression de pièces d’une solidité comparable au métal.
De gauche à droite : Onyx, Fibre de carbone, Kevlar, Fibre de verre, Nylon[/caption]
Dispositif de fixation pour le soudage imprimé avec la technologie CFF[/caption]
Qu'est-ce que la Continuous Fiber Fabrication (ou technologie CFF) ?
La Continuous Fiber Fabrication ou le Renfort de Fibre en Continu en français est une technologie développée et brevetée par la société Markforged. Il s’agit d’une méthode de fabrication additive fonctionnant sur le principe du procédé de dépôt de filament pour la construction plastique, auquel vient s'ajouter un renfort en fibre de manière continue.Fonctionnement de la technologie CFF
L'imprimante 3D utilise donc deux extrudeurs afin de former une combinaison de deux matériaux. L'un extrude le matériau de construction (un nylon renforcé) et l'autre extrude la fibre composite continue (fibre de carbone, fibre de verre ou fibre de kevlar) qui vient renforcer la pièce tout au long de son impression.Un résultat de très haute solidité
Les fibres peuvent être ajoutées à des couches spécifiques selon la quantité nécessaire en fonction du renforcement souhaité pour une personnalisation au plus près des besoins et des géométries. Les pièces composites imprimées avec la technologie CFF prennent ainsi une solidité similaire aux pièces en métal et un ratio poids/résistance supérieur à l'aluminium.Des propriétés décuplées par rapport aux imprimantes traditionnelles
La technologie de renfort continu en fibre permet donc d'atteindre plus de légèreté et plus de solidité que ce que peuvent proposer certains métaux. Les matériaux composites garantissent en effet une solidité supérieure à l'aluminium 6061 T6 et jusqu’à 40% plus de légèreté. Avec une rigidité jusqu’à 23 fois supérieure à celle de l’ABS, les propriétés atteintes par le biais de cette technologie propriétaire sont telles qu’aucune imprimante FDM classique n’est en mesure de rivaliser.
La matrice thermoplastique
La matrice imprimée selon le procédé de dépôt de filament est extrudée avec un filament Onyx ou bien un filament Nylon. L’Onyx représente un matériau d’un niveau ingénierie doté d’une haute stabilité dimensionnelle, il permet à lui seul d’atteindre 1.4 fois plus de solidité et de rigidité qu’un ABS.Les renforcements en fibres
Parmi les renforcements en fibres utilisés pour la création de pièces composites nous retrouvons l’une des fibres les plus exploitées pour remplacer l’aluminium et répondre aux applications les plus exigeantes grâce à son excellent ratio solidité/poids : la fibre de carbone. Par rapport à l’Onyx, cette fibre multiplie par 6 la solidité et par 18 la rigidité. Les pièces composites en Onyx renforcées de fibre de verre, une fibre plus accessible, atteignent quant à elles une rigidité et solidité 20 fois supérieures aux pièces imprimées de manière traditionnelle. La fibre de verre HSHT permet une résistance à la température jusqu’à 105°C. Tout aussi rigide que la fibre de verre, la fibre de kevlar propose également des propriétés de durabilité et de résistance mécanique supérieures. [caption id="attachment_42472" align="aligncenter" width="893"] De gauche à droite : Onyx, Fibre de carbone, Kevlar, Fibre de verre, Nylon[/caption]
Une technologie capable d'offrir des solutions de niveau industriel abordables
Les pièces réalisées grâce au procédé CFF de Markforged permettent de combiner fonctionnalité et performance pour des résultats personnalisés de niveau industriel à faible coût.Rentabilité et réduction des délais de fabrication
Les imprimantes CFF permettent d’obtenir n’importe quel type de pièce, peu importe la complexité de sa géométrie. La personnalisation n’a ainsi que peu de limite. Les pièces réalisées s’adaptent au plus près, selon le niveau de solidité souhaité et selon les endroits les plus critiques nécessitant un renforcement, afin de vous permettre d’économiser en matériau et en coût. Par rapport à des procédés plus traditionnels comme l’usinage, le passage de la conception à la fabrication est immédiat. Les pièces s’obtiennent en quelques heures seulement contre plusieurs semaines pour une seule pièce dans le cas d’une externalisation de production. En cas de problème, le temps d’arrêt d’une production est également drastiquement réduit grâce à l’impression de pièces de remplacement ou à la création de pièces sur-mesure dans les situations nécessitant une solution unique, sur-mesure et immédiate. [caption id="attachment_42463" align="aligncenter" width="893"] Dispositif de fixation pour le soudage imprimé avec la technologie CFF[/caption]
Applications fonctionnelles pour l’industrie
Les plus grandes entreprises utilisent la technologie de Markforged pour réaliser leurs pièces plus rapidement à coût réduit. Il est par exemple possible de réaliser des outils de maintien suffisamment solides pour subir des opérations d’usinage lourd, des dispositifs de soudage, de l’outillage robotique, des roulements, des pièces pour de l’automatisation de processus, du prototypage fonctionnel comme des pièces finies. Les pièces créées avec les matériaux composites du procédé CFF conviennent pour les industries mécanique, aéronautique, électronique, et bien d’autres, en permettant aisément de remplacer des pièces industrielles classiques en métal. La technologie CFF représente donc une alternative de choix face aux procédés de fabrication traditionnels en permettant de mettre à portée de tous, la fabrication de pièces de solidité industrielle. L’utilisateur bénéficie d’excellentes propriétés mécaniques pour un coût réduit et un meilleur taux de rendement. L’intégration d’une telle technologie dans le cadre professionnel semble ainsi entièrement trouver sa place, que ce soit avec une imprimante de bureau de niveau industriel telle que la Mark Two ou bien avec des solutions industrielles telle que les imprimantes de la série Mark X. Avez-vous eu l’occasion de traiter avec cette technologie unique dans le cadre professionnel ? Quels usages en faites-vous ? A quel point avez-vous pu réduire vos coûts ? Si vous avez des questions concernant le procédé CFF ou concernant les matériaux composites, n’hésitez pas à contacter nos experts.https://makershop.fr/blog/interet-de-la-technologie-cff