Impression 3D avec du béton

La fabrication d’objets en béton avec une imprimante 3D nécessite un logiciel spécial pour la commande du robot imprimeur. La BFH a développé un tel «slicer» pour l’entreprise Creabeton Matériaux.

Fiche signalétique

  • Département responsable Technique et informatique
  • Institut Institut für Drucktechnologie IDT
  • Durée (prévue) 01.11.2019 - 30.04.2022
  • Responsable du projet Manuel Aeschbacher
  • Direction du projet Manuel Aeschbacher
  • Partenaire Creabeton Matériaux

Situation de départ

Fabriquer des objets tridimensionnels en béton avec une imprimante 3D ne va pas de soi. Les propriétés du béton et celles des plastiques ou des métaux diffèrent grandement. Le béton doit être mixé frais et utilisé sous une forme le plus liquide possible, mais une fois sorti du gicleur de l’imprimante, il doit durcir rapidement pour empêcher toute déformation due à la couche suivante. Une autre particularité du béton est liée à la difficulté d’interrompre l’impression, car le béton durcit rapidement dans les buses de sortie et peut les détériorer. Pour cette raison et dû à d’autres contraintes encore, l’imprimante béton doit être commandée à l’aide d’un logiciel qui se distingue sensiblement des «slicers» usuels pour imprimantes métal et plastique. L’Institut de technologie de l’impression IDT a été mandaté par l’entreprise Creabeton Matériaux pour développer un «slicer» spécifique pour le béton.

Procédure

La tâche du «slicer» consiste à générer des ordres de marche ainsi que d’autres signaux de commande pour le robot à partir du modèle numérique de l’objet à imprimer. Pour commencer, le modèle doit être découpé virtuellement en tranches (en anglais to slice). Chaque couche consiste en plusieurs points qui sont reliés pour former des polygones. Chacun de ces polygones correspond à un tracé fermé du robot. Plus il y a de polygones par couche, plus l’objet à imprimer est large. Une fois tous les polygones d’une couche parcourus, le robot passe à la couche suivante.

Solution

Le «slicer» développé par la BFH forme une interface numérique entre le modèle 3D et le robot imprimeur. À l’aide des données CAO du modèle et dans le respect des propriétés du matériau et d’autres paramètres, il programme le tracé d’impression et envoie des ordres de commande au robot imprimeur.

Creabeton Matériaux a déjà fabriqué différents objets en béton pour ses client-e-s avec l’imprimante 3D. Le procédé est particulièrement intéressant pour les pièces uniques ou les petites séries pour lesquelles la fabrication d’un coffrage serait complexe et ferait exploser les couts.