5 cas d'utilisation innovants pour l'impression 3D métal

L'impression 3D en métal a connu une croissance rapide au cours de la dernière année, selon le rapport Wohlers de cette année. Bien que toutes les applications industrielles ne se prêtent pas à la technologie, il existe plusieurs cas dans lesquels l'impression 3D métal peut bien être le bon choix de fabrication. Une plus grande liberté de conception, une plus grande complexité et à une fraction du coût :ces avantages et bien plus encore démontrent comment investir dans les technologies d'impression 3D métal peut aider les entreprises à produire des produits innovants. Aujourd'hui, nous nous penchons sur les applications de l'impression 3D métal qui se sont déjà avérées très adaptées à ce mode de fabrication.

Dispositifs médicaux

L'industrie médicale utilise depuis longtemps l'impression 3D pour créer des prototypes et des modèles 3D pour la planification chirurgicale. Les énormes développements de l'impression 3D biomédicale et médicale ont également fait de la perspective de soins plus personnalisés une réalité. Ici, l'impression 3D métal prend tout son sens, offrant aux professionnels de la santé un moyen rentable de produire des dispositifs médicaux personnalisés et uniques , tels que les implants et les prothèses dentaires, qui sont uniquement adaptés à l'anatomie d'un patient.

La création de dispositifs aussi complexes et complexes n'est pas facilement accessible avec des approches traditionnelles telles que le moulage ou l'usinage, notamment en raison du coût de production élevé. L'impression 3D métal, quant à elle, est particulièrement adaptée à la tâche de créer des pièces très complexes à faible volume, ce qui en fait une alternative économiquement viable pour les applications médicales.

Une gamme de métaux biocompatibles tels que le titane, les alliages cobalt-chrome, le tantale, ainsi que des métaux précieux comme l'or, l'argent et le platine peuvent déjà être utilisés pour imprimer en 3D des dispositifs médicaux. Un exemple concret :grâce à l'impression 3D métal, un neurochirurgien australien a pu produire un implant rachidien en titane pour soulager la douleur nerveuse d'un patient. L'implant a été conçu pour s'adapter parfaitement à l'anatomie du patient, alors qu'un remplacement du commerce n'aurait pas pu soulager la douleur de la même manière.

En dentisterie, l'impression 3D en métal peut être utilisée pour créer de petits lots de pièces dentaires hautement personnalisées. Argen est une entreprise spécialisée dans la technologie numérique dentaire et utilise des alliages métalliques sous forme de poudre pour produire des restaurations dentaires personnalisées à la demande. Dans ce cas.

Composants de l'avion

L'impression 3D en métal a été une énorme aubaine pour l'industrie aérospatiale, d'autant plus que la technologie peut être utilisée pour créer des composants métalliques légers, augmentant ainsi l'efficacité. Un certain nombre de composants d'avions peuvent déjà être imprimés en 3D en métal, notamment des roues, des échangeurs de chaleur, des injecteurs et des chemises de chambre de combustion. Bien que ces composants essentiels au vol doivent, sans surprise, subir des processus de certification stricts, nombre d'entre eux sont déjà en place à bord des aéronefs. Par exemple, des supports en titane imprimés en 3D sont utilisés sur l'avion commercial de production en série d'Airbus, l'A350 XWB. Boeing s'apprête également à installer des composants structurels en titane imprimés en 3D pour son 787 Dreamliner.

GE est une autre entreprise pionnière dans le domaine de l'impression 3D métal. En plus de ses célèbres buses de carburant imprimées en 3D, la société construit également GE Catalyst, un turbopropulseur avancé dont plus d'un tiers de ses composants sont produits à l'aide de l'impression 3D et de divers métaux. Avec une nouvelle approche de la conception, les ingénieurs de GE ont pu rendre un composant plus efficace en réduisant le nombre de pièces détachées de 855 à seulement 12. Cette nouvelle conception pourrait aider à réduire la consommation de carburant d'un moteur jusqu'à 20 % et à obtenir une augmentation de puissance de 10 %.

Bijoux

L'industrie de la joaillerie tire déjà le meilleur parti de l'impression 3D métal pour donner vie à des designs uniques et auparavant inimaginables. Outre l'innovation de conception, cependant, les avantages de l'utilisation de l'impression 3D métal incluent des délais de livraison plus rapides, une réduction des déchets de matériaux (ce qui est particulièrement bénéfique dans le cas de métaux précieux coûteux) et la possibilité de se différencier sur un marché hautement concurrentiel.

La société de joaillerie Boltenstern, par exemple, a utilisé le PRECIOUS M 080 d'EOS pour créer sa collection de bijoux « Embrace », imprimés en 3D en or et en platine. Grâce à cette technologie, Boltenstern a été en mesure de créer un niveau de personnalisation et de complexité de conception jamais atteint auparavant. De même, la société horlogère Montfort a utilisé une technologie de jet de liant métallique de haute précision pour créer des cadrans en acier pour sa collection de montres « Strata », obtenant des géométries très complexes impossibles avec les techniques de fabrication traditionnelles.

Pièces de rechange 



Pour les industries comme le pétrole et le gaz ou la défense, gérer l'approvisionnement fréquemment restreint de pièces de rechange dans des endroits éloignés et offshore est un défi important. Les retards d'approvisionnement ne sont pas rares, en particulier dans le cas de sites particulièrement éloignés. Heureusement, l'impression 3D peut aider à transformer la chaîne d'approvisionnement des pièces de rechange grâce à la possibilité de produire des pièces à proximité ou au point d'utilisation réel. La perspective d'imprimer en 3D des pièces métalliques à la demande peut également aider à réduire les coûts d'inventaire coûteux.

De plus, l'impression 3D peut également être utilisée dans les cas où il n'existe pas de versions existantes d'une pièce. Dans ce cas, l'impression 3D, parallèlement à l'ingénierie inverse, peut être utilisée pour produire de manière rentable des versions répliquées de pièces obsolètes.

Outillage

Peut-être étonnamment, l'impression 3D métal est également utile pour créer des aides à l'outillage. Élément clé du processus de fabrication, une cavité de moule est remplie de matériau fondu qui se refroidit et durcit pour s'adapter à la configuration de la cavité.

Traditionnellement, les moules sont fraisés CNC et peuvent subir plusieurs itérations de conception, prenant des semaines avant que la conception finale ne soit réalisée. Une grande quantité de matière est gaspillée au cours de ce processus, ce qui entraîne une étape de configuration à la fois coûteuse et chronophage. Cependant, avec l'impression 3D en métal, les moules d'injection peuvent être produits de manière beaucoup plus rentable :la technologie n'utilise le matériau que là où cela est nécessaire, ce qui réduit le gaspillage de matériau et permet des changements de conception plus fréquents et des délais d'exécution plus rapides.

En outre. , en utilisant la fabrication additive, les ingénieurs peuvent créer des moules d'injection avec des fonctionnalités améliorées. Ceci peut être réalisé en intégrant des canaux de refroidissement de forme plus complexe dans la conception. Le transfert de chaleur homogène à l'intérieur du moule permet d'obtenir de meilleures caractéristiques de refroidissement. Le fournisseur de moules Conformal Cooling Solutions utilise un système de dépôt robotisé et des matériaux en acier à outils (aciers au carbone et alliés) pour imprimer en 3D des moules d'injection avec des canaux conformes. Grâce à cette technologie, l'entreprise est en mesure de réduire le temps de cycle de 25 %, tout en améliorant la qualité des pièces.

Impression 3D métal :quand est-ce la bonne solution ?

Généralement, l'impression 3D métal est la technologie idéale pour produire des pièces complexes sur mesure qui sont difficiles ou très coûteuses à créer en utilisant des méthodes de production traditionnelles. Bien qu'il s'agisse d'une évolution relativement récente de l'impression 3D, l'impression 3D de pièces métalliques s'est déjà révélée très prometteuse pour un large éventail d'applications et d'industries.

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