Évaluation mécanique de pièces imprimées 3D par traction contrôlée

Client

Le client, acteur spécialisé dans la fabrication additive métallique et polymère, développe des composants techniques pour des secteurs exigeants comme l’aéronautique ou l’automobile. Son activité repose sur la validation expérimentale des propriétés mécaniques de ses pièces, afin de garantir leur conformité aux cahiers des charges clients. Les essais de traction, en particulier, constituent une étape critique pour caractériser la résistance des matériaux en fonction des paramètres d’impression (orientation, densité, type de matière).

Problématique et challenges

L’évaluation précise des pièces imprimées en 3D pose plusieurs défis techniques majeurs. D’une part, les efforts non axiaux générés lors des essais (dus aux défauts de géométrie ou aux fixations) faussent les mesures et compromettent la répétabilité des résultats. D’autre part, les systèmes traditionnels manquent souvent de résolution pour détecter les micro-déformations caractéristiques des matériaux additifs (ex. : structures en treillis). Enfin, le client recherchait une solution clé en main combinant :

• Précision : mesure des forces avec une incertitude < 0,5 % de la valeur mesurée,
• Polyvalence : adaptation à des échantillons de géométries variées (normes ISO 527, ASTM D638),
• Simplicité : interface PC intuitive pour l’acquisition, le traitement et l’export des données en temps réel.

Solution PM Instrumentation

PM Instrumentation a déployé un **capteur de force haute précision ** (classe 0,1) insensible aux efforts parasites. L’architecture repose sur :

• Un capteur à jauges de contraintes étalonné, couplé à un conditionneur de signal basse dérive pour une stabilité thermique optimale,
• Un logiciel d’acquisition dédié (GSV multi) permettant :
  • La visualisation en temps réel des courbes contrainte-déformation,
  • L’export automatique des rapports au format CSV ou PDF (intégration des métadonnées : vitesse de traction, température ambiante, etc.).

Résultats obtenus, avantages clients

Les essais ont confirmé une répétabilité des mesures avec un écart-type < 0,3 % sur 10 échantillons identiques, même pour des matériaux anisotropes comme le PA12 ou l’AlSi10Mg. Le client a particulièrement apprécié :

• La réduction de 40 % du temps de préparation des essais grâce aux mâchoires auto-alignantes,
• La détection des micro-fissures dès 0,1 % de déformation, impossible avec les systèmes précédents,
• L’intégration native des données dans son logiciel de simulation (via export structuré),
• La maintenance simplifiée (étalonnage annuel inclus, sans démontage du capteur). Ce banc est désormais utilisé en routine pour valider les paramètres d’impression et fournir des certificats de conformité aux clients finaux.