Les avantages cachés de la réduction des coûts de matériel d'impression 3D

Chaque fois qu'une nouvelle technologie de fabrication arrive sur le marché, il est inévitable que les professionnels veuillent savoir combien cela coûtera à mettre en œuvre. Ce n'est pas surprenant. Avec tout type de fabrication à grande échelle, les coûts doivent être étroitement contrôlés afin de garantir que l'opération offre le meilleur retour sur investissement possible. La fabrication additive n'a pas fait exception à cette règle, les coûts à long terme étant une préoccupation permanente pour les fabricants, malgré les avantages considérables que les différentes technologies de FA peuvent apporter.

Avec la fabrication additive, une préoccupation majeure est le coût des matériaux. Par exemple, alors que le rêve d'imprimer en 3D avec du métal est maintenant devenu réalité, les matériaux impliqués sont encore assez chers. Cela signifie que les fabricants sont encore réticents à mettre en œuvre l'impression sur métal à l'échelle industrielle. Le gaspillage de matériaux doit donc être considéré avec soin dans le cadre de l'analyse de rentabilisation globale de la FA en tant qu'outil de production.

Les domaines suivants représentent un bon point de départ pour réduire les coûts de matériel au sein de votre propre exploitation :

Considérez les économies de matériaux lors de la phase de conception

Toute zone solide d'une pièce imprimée en 3D augmentera les coûts globaux des matériaux, alors, dans la mesure du possible, recherchez des opportunités pour évider votre pièce.

Minimiser le besoin de structures de soutien

Les structures de support restent un mal nécessaire pour un certain nombre de technologies d'impression 3D. Comme ceux-ci sont généralement imprimés en utilisant le même matériau que la pièce finie, ils représentent un coût matériel caché qui doit être maintenu au minimum. Alors que certains procédés de FA peuvent désormais utiliser des structures de support solubles, celles-ci (et les solvants utilisés pour les dissoudre) représenteront toujours un coût matériel permanent.

Les plates-formes logicielles de CAO modernes offrent des outils spécialisés pour générer des structures de support et optimiser l'orientation des pièces afin de minimiser leur utilisation. Nous vous recommandons de tirer pleinement parti de ces fonctionnalités, à la fois en termes de vitesse, et parce que ces programmes calculeront automatiquement l'orientation optimale des pièces pour minimiser les supports, et pourraient bien arriver à une solution qui ne serait pas immédiatement évidente pour un utilisateur humain. Comme toujours, profitez pleinement des opportunités d'automatisation stratégique !

Recycler les matériaux dans la mesure du possible

L'un des principaux avantages offerts par la fabrication additive par rapport aux techniques soustractives traditionnelles est le manque de déchets qui doivent être jetés à la fin d'un projet. Cependant, si l'objectif est d'éliminer complètement les déchets de matériaux du processus, nous avons encore un long chemin à parcourir. Le problème de la contamination du matériau lors de l'impression signifie que la réutilisation de 100 % du matériau restant n'est pas possible avec l'impression à base de poudre, par exemple. Bien que la poudre restante puisse être mélangée avec un nouveau matériau et réutilisée, elle nécessite d'abord un tamisage soigneux pour garantir que la taille des particules reste constante. Des recherches sont en cours pour trouver une solution parfaite à ce défi. En particulier, Renishaw mène des recherches en cours sur les conditions d'impression qui minimiseront les modifications physiques ou chimiques des matériaux d'impression, bien que celles-ci nécessitent des imprimeurs spécialisés, comme leur modèle AM ​​250.

Pour l'impression à base de filaments, certains chercheurs ont proposé de réduire les coûts des matériaux en créant de nouveaux filaments à partir de plastique recyclé, bien que cette technologie semble plus adaptée au marché des amateurs à ce stade, car les matériaux résultants ne seront pas adaptés aux applications industrielles. Néanmoins, le concept est bon et mérite une étude plus approfondie, à la fois en termes de réduction des coûts de production et d'amélioration de la durabilité globale de la fabrication additive.

Mesurer les taux d'échec de build

Si une construction échoue pendant le processus d'impression, cela n'entraîne pas seulement une perte de temps pour les ingénieurs, le matériau utilisé dans la construction échouée ne peut pas être réutilisé. Nous vous recommandons fortement de consigner toutes les instances d'échec de build dans le cadre de vos opérations quotidiennes afin d'identifier les problèmes en cours. Idéalement, ce processus devrait être automatisé, à la fois pour augmenter les chances d'identifier les problèmes avant l'échec complet de la construction et pour permettre à toutes les données de construction d'être rassemblées sous une forme exploitable. Cela permettra non seulement d'éviter tout gaspillage de matière inutile, mais également d'améliorer l'efficacité de l'ensemble de votre opération.

Une durabilité accrue aide la fabrication additive à entrer en territoire inconnu

Bien qu'il reste encore du travail à faire en termes d'optimisation de la réutilisation des matériaux de fabrication additive, les récompenses potentielles sont importantes. À mesure que la science des matériaux s'améliore et que de nouvelles méthodes d'impression 3D arrivent sur le marché, nous nous attendons à voir des opérations de FA beaucoup plus efficaces et durables s'établir. Cela aidera non seulement à minimiser les coûts de production, mais offrira également de nouvelles opportunités d'utilisation de la FA de nouvelles manières, dans de nouveaux contextes. Par exemple, nous pouvons voir des outils et des pièces de rechange générés sur site dans des endroits difficiles ou éloignés selon les besoins, utilisés une fois, puis décomposés en matériel imprimable lorsqu'ils ne sont plus nécessaires.

À mesure que de telles méthodes deviennent viables et se reflètent dans les meilleures pratiques de l'industrie, nous sommes sûrs de voir la fabrication additive entrer dans une nouvelle étape de son évolution, d'une manière que nous n'aurions jamais prévue.