Combler le fossé des compétences en AM :comment le secteur de l'éducation transforme la fabrication additive

Le secteur de l'éducation joue un rôle de plus en plus important dans le développement de nouvelles technologies et procédés de fabrication additive. Alors que les universités créent de plus en plus de laboratoires d'impression 3D pour poursuivre leurs efforts de recherche et de production, les étudiants comme les universitaires explorent les nouvelles possibilités offertes par la fabrication additive. Alors, de quelle manière le secteur de l'éducation peut-il transformer la FA ?

Dans le cadre de notre série explorant l'impact de la fabrication additive sur diverses industries, nous examinons aujourd'hui les applications actuelles de l'impression 3D dans l'éducation et la façon dont le secteur transforme la FA.

Éducation :Combler le fossé des compétences en AM

La fabrication additive souffre actuellement d'une pénurie de compétences, et cela a été l'un des obstacles à l'adoption plus large de la FA. Bien que de plus en plus d'universités soient équipées de laboratoires d'impression 3D et offrent davantage de diplômes en fabrication additive, il reste une pénurie de programmes éducatifs multidisciplinaires visant à former la prochaine génération de professionnels de la FA, en particulier dans le domaine de la conception.

C'est ici que les universités et les instituts de recherche peuvent jouer un rôle important pour combler le déficit de compétences, en développant des programmes développés pour éduquer les étudiants sur la façon de gérer les exigences particulières de la fabrication additive. La conception pour la fabrication additive, par exemple, nécessite une approche entièrement nouvelle de la conception de produits, en raison des singularités des technologies additives. La connaissance des différentes technologies additives, de la gamme de matériaux et des considérations de processus est donc cruciale pour développer la prochaine génération de concepteurs et d'ingénieurs en FA.

L'Université de Loughborough est une université cherchant à combler cette lacune, qui a lancé son nouveau programme de maîtrise, visant à éduquer les étudiants sur les considérations de conception pour la fabrication additive. Au fur et à mesure que d'autres universités créent et mettent en œuvre leurs propres programmes spécifiques à la FA, les étudiants pourront mieux comprendre comment aborder la conception pour la fabrication additive, y compris comment des outils avancés tels que l'optimisation de la topologie peuvent être utilisés pour améliorer l'étape de conception.

Un terrain fertile pour la recherche

Aujourd'hui, les établissements d'enseignement supérieur sont à la pointe de la recherche innovante sur les nouvelles techniques et matériaux de fabrication additive. Une grande partie de la recherche menée contribue de manière significative à faire avancer le développement d'applications dans un large éventail d'industries, encourageant les fabricants à explorer les avantages de la FA.

Systèmes AM plus rapides

L'un des principaux sujets d'intérêt est de savoir comment augmenter la vitesse et l'efficacité de la FA systèmes. À la fin de l'année dernière, les ingénieurs du MIT ont fait une percée en développant une imprimante 3D FDM de bureau 10 fois plus rapide que ses homologues, avec des implications pour la production de pièces FDM. De même, l'Université de Sheffield a récemment développé ce qu'elle appelle le frittage de métal à grande vitesse, une nouvelle méthode d'impression 3D de métal qui vise à améliorer les vitesses de production pour les technologies de fusion laser.

Conception pour la fabrication additive

L'Université de Loughborough est une institution qui ouvre la voie au DfAM, avec un large éventail d'activités de recherche. Par exemple, l'université mène des recherches en cours sur la conception et la personnalisation de pièces automobiles à l'aide de la fabrication additive. En outre, l'université possède l'un des principaux centres de fabrication additive au Royaume-Uni - Additive Manufacturing Research Group, avec des laboratoires d'impression 3D de pointe largement utilisés pour la recherche interdisciplinaire.

Matériaux

Les matériaux pour la fabrication additive sont un autre domaine où des recherches approfondies sont actuellement en cours dans un certain nombre d'instituts de recherche et d'universités. Par exemple, le High-Performance Materials Institute (HPMI) de la Florida State University et le Florida State University College of Engineering se sont joints à l'initiative pour explorer les possibilités des matériaux d'impression 3D avancés pour l'exploration spatiale. La recherche sur les possibilités de l'impression 3D hybride et multi-matériaux n'a fait qu'effleurer la surface, avec des implications importantes pour le développement de nouveaux matériaux innovants pour la FA.

L'impression 3D dans l'enseignement supérieur

La fabrication additive dans le secteur de l'éducation offre une excellente occasion d'enrichir l'expérience d'apprentissage des étudiants en leur proposant une approche d'apprentissage pratique.

Médical

L'impression 3D est largement utilisée dans les facultés de médecine pour créer des modèles 3D tangibles comme visuels supports d'apprentissage. Par exemple, l'Université Macquarie en Australie et l'Université Western Sydney ont été les premières à utiliser des os humains imprimés en 3D pour des études anatomiques. Comme les objets 3D offrent une meilleure valeur illustrative que les modèles numériques seuls, les répliques osseuses 3D sont non seulement un excellent moyen d'impliquer les étudiants dans le processus d'apprentissage, mais sont également beaucoup moins chères à produire que les répliques fabriquées avec des méthodes traditionnelles. Le département d'urologie de la faculté de médecine de l'Université du Minnesota est une autre faculté de médecine utilisant l'impression 3D, dans ce cas produisant des modèles anatomiques permettant aux étudiants de pratiquer des interventions chirurgicales et de fabriquer des substituts moins chers d'outils spécialisés.

Robotique

L'impression 3D est également un outil populaire dans l'enseignement de la robotique. Par exemple, les chercheurs de l'Université de Californie ont développé un kit de robotique éducatif à faible coût avec une conception imprimable en 3D, offrant aux étudiants la liberté de personnalisation et une plate-forme innovante pour explorer la robotique et l'électronique.

Architecture

L'intégration de l'impression 3D dans la conception architecturale est un autre cas d'utilisation, aidant à élargir l'expérience d'apprentissage des étudiants et à favoriser la créativité. L'école d'architecture et de design d'Oslo (AHO), par exemple, utilise la fabrication additive dans un certain nombre d'applications créatives, encourageant les étudiants à expérimenter des conceptions architecturales complexes grâce à l'impression 3D. L'université mène également des recherches sur la manière dont la conception de produits peut bénéficier des technologies additives.

Un autre exemple est CARTA Innovation Lab du College of Architecture + The Arts de la Florida International University. Là, les étudiants en architecture peuvent utiliser des imprimantes 3D pour réimaginer des bâtiments et explorer de nouvelles possibilités de conception.

Automatiser le processus

Alors que l'utilisation de la fabrication additive dans les universités et les instituts de recherche se développe, les étudiants et le personnel de recherche peuvent désormais demander la production de leurs conceptions. Cependant, l'augmentation de la demande signifie que la gestion manuelle des demandes d'impression 3D peut devenir inefficace et laborieuse.

Avec l'augmentation de la demande, les laboratoires d'impression 3D au sein des universités et des instituts de recherche ont besoin d'automatiser leurs flux de travail de FA. Un logiciel de gestion de workflow adapté aux besoins du secteur de l'éducation offre une gamme d'avantages, tels que le traitement automatisé des demandes et des calculs de coûts, le suivi en temps réel et la préparation automatisée des fichiers. Par exemple, AHO a mis en œuvre le logiciel d'automatisation de RP Platform au sein de son département AM, l'utilisant pour atteindre une plus grande efficacité dans la phase de pré-production, ainsi que pour gérer les demandes de production et de suivi.

Éducation - Un domaine vital pour la fabrication additive

La collaboration entre les établissements d'enseignement supérieur et les équipementiers peut apporter d'énormes avantages pour la fabrication additive, de la réduction des écarts de compétences à la création de nouvelles tendances dans la fabrication additive. En effet, pour que la fabrication additive prospère véritablement, les équipementiers et les fabricants, aux côtés des universités, joueront un rôle clé dans la formation de la prochaine génération de professionnels de la FA.

Avec les recherches en cours sur les systèmes de FA, les processus de matériaux et d'autres domaines de la fabrication additive, il est clair que les universités et les instituts de recherche continueront de jouer un rôle clé pour combler avec succès le fossé entre la théorie et la mise en œuvre pratique.

C'est le troisième de notre Série Industrie et AM — pourquoi ne pas consulter notre dernier article sur la façon dont AM est impacter l'industrie médicale  ?