Fabrication additive - Exemples et avantages pour les fabricants

Fabrication additive est devenue une méthodologie de plus en plus populaire ces dernières années, les entreprises s'efforçant d'accroître l'efficacité de leur production.

Selon Mordor Intelligence, l'industrie du site Fabrication additive devrait atteindre 63,46 milliards de dollars d'ici 2026 grâce à l'innovation.

Si, historiquement, les fabricants se sont appuyés sur diverses techniques Usinage pour produire des pièces et des composants, certains d'entre eux sont allés au-delà de cette méthode de production traditionnelle. L'une des principales technologies qu'ils ont adoptées est Fabrication additive.

Cette forme de fabrication utilise diverses techniques pour créer des produits en ajoutant de fines couches de matériaux, ce qui permet d'obtenir un produit final imprimé en 3D.

Le processus implique la création d'une conception assistée par ordinateur (CAO) pour créer une version numérique du produit souhaité. Le logiciel forme des couches transversales du produit, fournissant les instructions numériques pour que les machines créent des produits en 3D à partir du matériau choisi (thermoplastiques, métaux, céramiques, produits biochimiques, etc.) C'est pourquoi le site Fabrication additive est souvent appelé "impression 3D".

Lorsque la technologie a été développée pour la première fois, des formes moins avancées de cette technique étaient utilisées pour fabriquer des pièces uniques afin de guider le développement d'un produit - un processus connu sous le nom de prototypage rapide.

L'impression 3D et le prototypage rapide relèvent tous deux du site Fabrication additive et sont simplement des techniques différentes qui intègrent la technologie de l'impression 3D dans un cadre industriel. Examinons plus en détail cette forme de fabrication de produits.

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Au fil des ans, les fabricants ont beaucoup investi dans diverses techniques Fabrication additive pour fabriquer leurs produits. Ces différentes formes de Fabrication additive sont les suivantes :

Extrusion de matériaux : Dans ce cas, les fabricants font passer des bobines de polymère thermoplastique dans une buse chauffée. Lorsque la buse se déplace sur le plateau/surface d'impression, elle extrude le polymère fondu en couches le long de la trajectoire dictée par la conception et le logiciel du site CAO . Cette méthode est communément appelée modélisation par dépôt fondu (FDM) ou fabrication par filament fondu (FFF) sur le site Fabrication additive.

Les couches sèchent tandis que la buse empile avec précision d'autres matériaux, pour finalement former l'objet ou le produit souhaité. Dans certains cas, les couches ne dépendent pas du contrôle de la température pour adhérer et sécher ; le processus peut alors faire appel à des agents de liaison chimiques.

Fusion sur lit de poudre : Ce procédé englobe plusieurs techniques ( Fabrication additive ) qui utilisent une source d'énergie intense dirigée vers un lit de matériaux en poudre. Suivant les instructions du logiciel, l'énergie intense fait fondre ou sintériser le matériau, formant un produit solide.

Les techniques de fusion sur lit de poudre comprennent la fusion par faisceau d'électrons (EBM), le frittage direct par laser (DMLS), le frittage sélectif par la chaleur (SHS) et le frittage sélectif par laser (SLS).

Jet de liant : Ce processus Fabrication additive implique une tête d'imprimante, un matériau en poudre et un agent de liaison liquide. L'imprimante se déplace sur la couche de poudre, déposant l'agent de liaison liquide sur la position du produit.

La plate-forme/le plateau s'élève, une autre couche de poudre est étalée dessus et l'imprimante dépose davantage d'agent de liaison. Au final, l'objet final repose solidement sur la poudre non utilisée.

Dépôt direct d'énergie : Le DED utilise un laser, un faisceau d'électrons ou un arc plasma pour faire fondre le matériau à mesure qu'il est déposé sur le plateau de construction. Cela revient à souder des matériaux pour former un objet solide en 3D, mais à un niveau plus granulaire.

Photopolymérisation en cuve : Ce processus Fabrication additive comprend la stéréolithographie, le traitement numérique de la lumière et les techniques de traitement numérique continu de la lumière. Il consiste à exposer les photopolymères à un rayonnement ultraviolet pour les solidifier. La méthode la plus courante de photopolymérisation en cuve est la stéréolithographie (SLA), qui utilise des lasers UV pour polymériser une résine liquide.

Les fabricants utilisent des miroirs pour exposer sélectivement différentes parties de la résine photopolymère afin de polymériser des couches successives, formant ainsi le produit 3D souhaité.

Stratification de feuilles : Il s'agit du site Fabrication additive (UAM) et de la fabrication d'objets stratifiés (LOM). La première est une technique à faible énergie et à basse température qui utilise le soudage par ultrasons pour assembler de fines couches de métal afin de former un objet.

Ce dernier utilise une alternance de couches de papier et d'adhésif pour créer un objet tangible, en mettant généralement l'accent sur l'esthétique.

De grandes marques de fabrication dans divers secteurs ont adopté Fabrication additive dans différentes sphères de production. En effet, cet article Type de production offre plusieurs avantages qui diffèrent sensiblement de la fabrication soustractive traditionnelle. Ces avantages sont les suivants

Conception de produits complexes : les techniques du site Fabrication additive permettent aux fabricants de fabriquer facilement des produits complexes. Dans un contexte traditionnel, les pièces au design complexe nécessiteraient généralement un assemblage manuel ou d'autres moyens de relier les pièces entre elles.

Fabrication additive est un moyen efficace de produire des objets complexes en 3D en un seul cycle, en utilisant un nombre quelconque de matériaux différents.

Temps de fabrication plus rapide : Usinage et d'autres formes de fabrication nécessitent divers outils pour fabriquer un produit 3D relativement simple, ce qui allonge généralement le temps de production. En revanche, Fabrication additive peut créer des articles en une seule fois avec une seule imprimante, ce qui réduit le temps de production.

En outre, Fabrication additive n'a besoin que d'un fichier 3D CAO pour lancer le processus, contrairement à la production traditionnelle, qui nécessite une configuration et une fabrication de matrices longues et fastidieuses.

Réduction des déchets : Le processus traditionnel Usinage retire une quantité importante de matériaux de la pièce unique d'origine pour former le produit final. En revanche, le site Fabrication additive n'utilise que la quantité de matériau nécessaire à la création de l'objet, ce qui réduit considérablement les déchets.

Les opérateurs d'un grand nombre d'industries manufacturières utilisent Fabrication additive de diverses manières. Par exemple :

• Les fabricants de dispositifs médicaux utilisent l'impression 3D pour développer des produits à haute variance tels que les implants dentaires. En outre, des conceptions assistées par ordinateur peuvent être réalisées pour un patient spécifique, ce qui garantit un ajustement plus confortable.

• Dans l'industrie automobile, les techniques Fabrication additive ont dépassé le stade du prototypage rapide et sont désormais utilisées pour fabriquer des pièces automobiles solides et légères. Les voitures haut de gamme peuvent ainsi être équipées de pièces en fibre de carbone plus légères et plus résistantes afin d'améliorer leurs performances.

• L'industrie aérospatiale et de la défense utilise également Fabrication additive pour fabriquer des pièces légères et solides. Après tout, les avions et les navettes doivent résister aux forces excessives subies pendant le décollage et le vol, et l'utilisation de pièces composites stratifiées imprimées en 3D est une excellente solution pour cet usage spécifique.

• Les fabricants de produits discrets plus courants utilisent également les techniques Fabrication additive pour accélérer le développement des produits et le prototypage, réduisant ainsi le temps nécessaire pour faire passer un produit du stade de produit minimal viable à celui de la production complète.

Comme nous l'avons vu tout au long de cet article, Fabrication additive est clairement une technologie qui offre des avantages significatifs dans différents cas d'utilisation en fonction des besoins spécifiques d'un fabricant. Tulip travaille avec un certain nombre de fabricants qui utilisent notre plateforme d'opérations de première ligne pour aider à suivre et à gérer la production d'articles imprimés en 3D dans les fermes d'impression utilisées par Formlabs et les fabricants d'équipement d'origine tels que Stratasys.

En tirant parti d'une plateforme telle que Tulip, les fabricants qui utilisent la technologie d'impression 3D peuvent guider les opérateurs grâce à des flux de travail numériques, connecter et visualiser les données générées par les imprimantes 3D, suivre l' état de la production en temps réel et identifier les sources des problèmes de qualité afin d'améliorer Amélioration continue.

Si vous souhaitez savoir comment Tulip peut aider votre entreprise à améliorer ses processus Fabrication additive , contactez un membre de notre équipe dès aujourd'hui.