Ateliers 3D / CNC
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Atelier : CNC-Mécanique-Bois
L’Alliance de l’Additif et du Soustractif : Vers la Fabrication Hybride
L’impression 3D (fabrication additive) est souvent présentée comme une technologie de rupture capable de remplacer les méthodes traditionnelles. Pourtant, la réalité industrielle est plus nuancée : l’avenir réside souvent dans la fabrication hybride.
Il ne s’agit pas d’opposer l’impression 3D à l’usinage (fabrication soustractive), mais de comprendre pourquoi le “soustractif” reste une étape de finition indispensable pour transformer une pièce brute d’impression en un composant fonctionnel de haute performance.
Voici les quatre raisons principales pour lesquelles il est nécessaire de compléter l’impression 3D par de la fabrication soustractive.
1. La quête de la précision dimensionnelle (Tolérances)
L’impression 3D, bien qu’améliorée, souffre de limitations inhérentes à son procédé (retrait thermique, fusion de poudre, épaisseur des couches). Elle atteint difficilement les tolérances serrées requises par la mécanique de précision.
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Le problème : Une pièce imprimée en métal ou en polymère haute performance peut avoir des écarts de quelques dixièmes de millimètre par rapport au modèle CAO.
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La solution soustractive : L’usinage CNC (fraisage ou tournage) permet d’atteindre des tolérances de l’ordre du micron. C’est indispensable pour les interfaces d’assemblage, comme les alésages pour roulements ou les surfaces de contact.
2. L’amélioration de l’état de surface (Rugosité)
Le principe même de l’impression 3D est la superposition de couches (strate par strate). Cela crée un effet d’escalier (stair-stepping) visible et palpable.
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Le problème : Une surface brute d’impression est rugueuse. Cela pose problème pour :
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L’étanchéité (joints toriques).
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La fatigue des matériaux (les micro-fissures de surface sont des amorces de rupture).
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L’écoulement des fluides ou les frottements mécaniques.
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La solution soustractive : Le surfaçage ou la rectification par enlèvement de matière permet d’obtenir un fini “miroir” ou une rugosité spécifique () impossible à obtenir par impression seule.
3. La gestion des filetages et taraudages
Bien que certaines imprimantes 3D de très haute résolution puissent imprimer des pas de vis, cela reste rarement la meilleure option technique.
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Le problème : Les filetages imprimés sont souvent fragiles, imprécis et rugueux, ce qui peut gripper les vis ou casser au serrage. De plus, l’orientation de l’impression peut rendre le filetage anisotrope (faible dans un sens).
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La solution soustractive : Il est standard d’imprimer un avant-trou ou un plot, puis de venir percer et tarauder de manière traditionnelle. Cela garantit un filet propre, solide et conforme aux normes ISO.
4. L’approche “Near-Net-Shape” (Forme proche du net)
C’est ici que l’argument économique et écologique prend tout son sens. Au lieu de voir ces deux méthodes comme concurrentes, on les utilise pour leurs forces respectives.
Le concept clé : On utilise l’impression 3D pour créer la complexité géométrique interne et la forme globale (réduisant le gaspillage de matière), puis on utilise l’usinage uniquement là où c’est critique.
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Avantage : On évite de transformer un bloc massif de titane en copeaux (ce qui serait le cas en 100% soustractif), tout en garantissant la précision finale (ce qui serait impossible en 100% additif).
En résumé
La fabrication soustractive n’est pas une “vieille technologie” que l’impression 3D va faire disparaître. Au contraire, elle devient le partenaire de finition indispensable.
L’impression 3D apporte la complexité géométrique (canaux de refroidissement internes, structures en treillis), tandis que la fabrication soustractive apporte la rigueur fonctionnelle (tolérances, état de surface). C’est la synergie de ces deux mondes qui permet aujourd’hui de créer les pièces les plus performantes pour l’aéronautique, le médical et l’automobile.