Impression 3D pour la production :il nous manque cette chose

Cela fait quelques semaines que j’ai assisté à la conférence Additive Manufacturing Users’ Group (AKA « AMUG »), et j’ai pas mal réfléchi à l’impression 3D pour la production. De nombreuses présentations et conversations lors de l'événement ont porté sur la production de masse avec l'impression 3D. Cependant, ma conclusion est que nous sommes encore à des années de l'impression 3D pour la production devenant une réalité.

Dans certaines industries comme l'aérospatiale, l'impression 3D est aujourd'hui utilisée pour les pièces finales ! Ils impriment des pièces de grande valeur et en faible quantité qui leur permettent d'économiser une tonne d'argent chaque année en utilisant moins de carburant. Les entreprises aérospatiales ont établi des normes pour leurs applications utilisant des matériaux et des machines très spécifiques (notre qualité certifiée Ultem9085 en fait partie).

L'adoption de l'impression 3D pour la production fait face à de nombreux défis. Les entreprises d'impression 3D ont tendance à se concentrer sur les aspects techniques de l'impression 3D - principalement la vitesse d'impression - pour essayer d'aider à l'adoption. Cependant, le plus grand défi réside dans les normes d'ingénierie.

Bien qu'il soit bien plus passionnant de discuter des dernières technologies essayant de concrétiser la production de masse avec l'impression 3D, les normes d'ingénierie sont un défi sérieux qui doit être relevé. Mais pourquoi les normes d'ingénierie sont-elles importantes en premier lieu ? Et pourquoi est-il si difficile de les créer pour des pièces imprimées en 3D ?

Les normes d'ingénierie créent un langage commun et une assurance qualité pour les entreprises qui travaillent ensemble. Ils permettent à une entreprise d'acheter des pièces à une autre, avec des attentes claires autour de toutes sortes de caractéristiques :tolérance des pièces, finition de surface et qualité métallurgique, pour n'en nommer que quelques-unes. En fabriquant des pièces selon une norme de qualité définie, le monde obtient des pièces et des produits plus sûrs. Lorsqu'il est appliqué à l'impression 3D, l'établissement de ces normes devient compliqué.

3 défis de la production de masse avec l'impression 3D

1. Anisotropie

Il s'agit d'un terme d'ingénierie pour « non uniformément résistant ». Un isotrope La pièce est celle qui a les mêmes caractéristiques de résistance et de rigidité, quel que soit l'angle à partir duquel vous appliquez la force. Encore avec moi? Une pièce imprimée en 3D est anisotrope par nature, en raison du processus couche par couche qui le crée.

Dans la fabrication traditionnelle, un bloc de métal ou de plastique est cohérent dans tout le matériau de base. Cela crée des propriétés de résistance uniformes qui sont faciles à simuler et à prédire comment les pièces se comporteront sous contrainte.

2. Variations technologiques

« Nous avons besoin de normes pour les pièces imprimées en 3D », est une déclaration facile à lancer. Creuser plus profondément, c'est un défi énorme en raison du nombre de types différents d'impression 3D, de différents matériaux et de différentes qualités de pièces, même au sein du même type de technologie. Ces défis sont plus simples dans la fabrication soustractive conventionnelle, car le matériau de base a des normes depuis de nombreuses années.

La modélisation par dépôt de fusion (FDM/FFF), la stéréolithographie (SLA), le frittage sélectif au laser (SLS) et le jet de matériau (PolyJet) ont tous des propriétés de pièces différentes et utilisent des matériaux différents. Créer une norme pour les pièces avec une telle gamme de technologies et de matériaux est une entreprise énorme qui prendra du temps à établir - et une quantité folle de coupons de test de matériaux.

3. Variations de processus

Lors de la découpe de matériaux standard, prêts à l'emploi, il est facile de savoir si quelque chose ne va pas. Le matériau a une consistance uniforme partout, donc s'il y a des problèmes avec la pièce, ils sont visibles sur la surface. L'impression 3D a presque toujours une consistance intérieure (remplissage) différente de celle de sa coque extérieure.

Disons que votre pièce a trois coques externes. Si l'imprimante 3D ne parvient pas à extruder correctement sur la coque intérieure, comment le sauriez-vous ? Si vous utilisez l'impression 3D pour la production et qu'une pièce d'une voiture tombe en panne en raison d'un défaut invisible, cela pourrait avoir de graves conséquences. L'établissement d'une norme d'ingénierie pour les pièces imprimées en 3D peut aider à prévenir de tels problèmes avant qu'ils ne surviennent.

La fabrication additive est-elle prête pour la production de masse ?

Je pense que la production de masse avec l'impression 3D finira par devenir plus populaire que les procédés de fabrication conventionnels (soustractifs). Pour clarifier, par "éventuellement", je veux dire que la technologie a encore un certain nombre de défis avant que l'impression 3D pour la production ne soit largement adoptée. Le plus grand défi consiste à établir une norme de qualité pour les pièces imprimées en 3D. Il faudra du temps – des années – aux différentes organisations d'ingénierie comme ISO et ASTM pour créer ces normes, mais une fois qu'elles le feront, je suis ravi de voir l'impression 3D utilisée par les entreprises du monde entier pour les pièces d'utilisation finale.