Dissiper 9 mythes courants sur l'impression 3D

L'impression 3D a atteint son point d'inflexion. Ayant été un outil de prototypage important pendant des décennies, la technologie devient de plus en plus une solution viable pour les applications de fabrication.

Cela dit, il y a encore beaucoup d'idées fausses sur la technologie. Aujourd'hui, nous examinons certaines des croyances les plus répandues concernant l'impression 3D et dissipons les mythes qui les sous-tendent.

Mythe 1 :« L'impression 3D est une nouvelle technologie »

L'adoption de l'impression 3D est à la hausse, car les capacités de la technologie sont de plus en plus à la hauteur du défi des environnements de fabrication exigeants. Avec l'intérêt pour l'impression 3D au cours de la dernière décennie, il peut être facile de croire que la technologie est nouvelle.

Mais en fait, l'impression 3D existe depuis plus de 30 ans maintenant, avec la stéréolithographie ( SLA) ayant été inventé en 1984 et la première imprimante 3D introduite en 1987.

Les progrès réalisés par la technologie depuis ses débuts dans les années 1980 ont été remarquables. Certains des avantages qu'il offre incluent des flux de travail de fabrication numérisés, une chaîne d'approvisionnement simplifiée, plus d'agilité, plus de production à la demande et juste à temps, des coûts réduits et la possibilité de créer des géométries complexes.

Mythe 2 :« La FA remplacera la fabrication traditionnelle »

L'un des mythes courants entourant l'impression 3D est l'idée qu'elle peut remplacer les méthodes de fabrication conventionnelles.

Actuellement, la fabrication additive ne représente qu'une fraction du total de 12 000 milliards de dollars de l'industrie manufacturière. Bien que cette proportion soit en passe de croître, il est peu probable que l'impression 3D remplace un jour les méthodes de fabrication établies comme le moulage par injection et l'usinage CNC.

L'impression 3D est encore une technologie plutôt de niche, mieux adaptée à certaines applications. Ceux-ci incluent, par exemple :

• Composants avec de longs délais :l'impression 3D de ces pièces directement sans avoir besoin d'outillage peut accélérer les délais de production et de livraison.
• Pièces personnalisées :l'impression 3D permet une personnalisation rentable, en particulier pour les faibles volumes.
• Pièces complexes :l'impression 3D offre une solution pour la fabrication de pièces trop coûteuses à produire en raison de leur complexité. Il s'agit notamment de pièces avec des structures en treillis complexes et des parois minces.

Au lieu de penser l'impression 3D en remplacement de la fabrication traditionnelle, il vaut donc mieux la voir en complément des méthodes existantes.

Mythe 3 :« L'impression 3D est une technologie »

Dans les cercles plus traditionnels, l'impression 3D est devenue synonyme de la technologie additive la plus populaire à ce jour :la fabrication de filaments fondus (FFF). Si FFF reste le procédé d'impression 3D le plus reconnu, il est loin d'être le seul.

En réalité, l'impression 3D est un terme générique qui englobe un groupe de procédés d'impression 3D. La norme ISO/ASTM 52900, qui vise à standardiser la terminologie utilisée en impression 3D, identifie sept catégories différentes de processus de FA. Ce sont :

• Photopolymérisation TVA (SLA, DLP)
• Jet de liant (jet de liant métallique, jet de liant au sable, fusion multi-jets HP)
• Jet de matériau
• Extrusion de matériau (FFF, dépôt de métal lié)
• Fusion sur lit de poudre (SLS, SLM/DMLS, EBM)
• Dépôt d'énergie dirigé (EBAM, WAAM)
• Laminage de feuilles

Avec autant de technologies différentes, il peut être difficile de comprendre leurs capacités et leurs domaines d'application. La façon dont vous concevez, sélectionnez un matériau et post-traitez votre pièce varie d'une technologie à l'autre. Il y aura certainement une courbe d'apprentissage, mais avec tous les avantages offerts par la technologie, cela vaut vraiment la peine d'être maîtrisé.

Mythe 4 :« La fabrication additive est trop chère »

La fabrication additive, notamment avec les métaux, est considérée comme une technologie coûteuse à posséder. Bien que cela soit vrai dans une certaine mesure, les coûts d'équipement et d'exploitation ne sont qu'une partie de l'équation. L'impact global de la FA sur la chaîne d'approvisionnement doit également être pris en compte.

Considérez le scénario suivant. Vous produisez en série une pièce de rechange pour 2$ la pièce en utilisant le moulage par injection. Mais que se passe-t-il si vous n'avez besoin que de quelques centaines d'unités ? Pour amortir des coûts d'outillage élevés, vous devrez produire des milliers de pièces identiques, quelle que soit la quantité réelle de pièces dont vous avez besoin. Cela signifie que vous devrez maintenir l'inventaire des pièces que vous n'utilisez pas actuellement, ce qui entraîne des coûts d'entreposage.

Gérer ce stock supplémentaire coûte cher si vous envisagez le stockage, la manutention et l'élimination des pièces. De plus, il est probable qu'un entrepôt soit éloigné de votre emplacement, ce qui entraînera des frais de transport supplémentaires.

D'un autre côté, l'impression 3D de cette même pièce de rechange peut être plusieurs fois plus coûteuse à produire. Mais comme l'impression 3D ne nécessite aucun outillage spécialisé, elle vous permet d'imprimer autant de pièces que vous en avez besoin, quand et où vous en avez besoin. Cet avantage supplémentaire d'une chaîne d'approvisionnement simplifiée se traduit par des économies, car l'impression 3D permet d'éliminer les coûts d'inventaire et de transport.

En fin de compte, choisir d'investir dans la FA ne signifie pas nécessairement acheter des imprimantes 3D immédiatement . Pour les entreprises qui découvrent la fabrication additive, l'externalisation des projets de FA peut être une excellente introduction à la technologie.

Mythe 5 :« l'impression 3D ne nécessite qu'une simple pression sur un bouton »

Une analogie courante utilisée avec l'impression 3D est de la comparer à l'impression 2D :vous appuyez sur un bouton « imprimer » et la pièce est prête à l'emploi.

Cependant, c'est loin de la réalité, comme l'impression 3D industrielle nécessite une préparation de conception et un post-traitement importants pour s'assurer que les pièces sortent comme prévu.

Jetez un oeil à nos articles sur les considérations de conception FA ou les problèmes liés à l'impression 3D métal - vous comprendrez juste à quel point la technologie peut être nuancée.

Pour réduire la complexité, les entreprises ont lancé des systèmes matériels hautement automatisés, tandis que d'autres développent des logiciels pour améliorer et rationaliser les processus de FA, de la préparation de la conception à la gestion du flux de travail.

L'impression 3D robotique arrive également se concentrer, permettant aux entreprises d'automatiser davantage diverses opérations d'impression 3D.

Bien que l'impression 3D de pièces d'une simple pression sur un bouton ne soit pas ce que la technologie offre aujourd'hui, avec les tendances d'automatisation actuelles, nous pourrions nous rapprocher cette vision à l'avenir.

Mythe 6 :"Les imprimantes 3D ne peuvent créer que de petites pièces"

Une autre idée fausse répandue sur l'impression 3D est qu'elle ne convient qu'aux petites pièces.

Certaines imprimantes 3D, en particulier à base de poudre, ont en effet des volumes de construction relativement petits. En effet, l'impression 3D de pièces plus grandes à l'aide de procédés sur lit de poudre n'est souvent pas rentable.

Cependant, l'impression 3D ne se limite pas à la technologie du lit de poudre. Il existe plusieurs techniques d'impression 3D grand format déjà disponibles sur le marché, qui mettent de plus en plus à portée de main des pièces imprimées en 3D plus grandes.

Prenez, par exemple, l'imprimante 3D de fabrication additive à grande échelle (LSAM) de Thermwood pour les plastiques. . Avec une enveloppe impressionnante de 10 x 40 pieds (environ 37 m²), une imprimante 3D LSAM a été utilisée pour imprimer des outils durables de 6 m de long pour les pales d'hélicoptère.

Du côté du métal, la fabrication additive par faisceau d'électrons (EBAM) de Sciaky est utilisée pour créer des dômes géants en titane pour les réservoirs de carburant des satellites.

Dans de telles applications, l'impression 3D offre un solution flexible pour fabriquer plus rapidement de grandes pièces, prouvant que les possibilités ouvertes par la technologie vont bien au-delà des simples petits composants.

Mythe 7 :« Avec l'impression 3D, la complexité est gratuite »

« La complexité est gratuite » est une expression couramment entendue dans l'industrie. Il fait référence à la capacité d'utiliser l'impression 3D pour produire des objets de tout niveau de complexité.

Les technologies d'impression 3D sont en effet incroyablement polyvalentes. Ils peuvent être utilisés pour créer des pièces avec des parois minces, des géométries complexes, des structures internes creuses et grillagées impossibles avec les méthodes traditionnelles. Mais malgré cette polyvalence, il existe certaines limites.

Comme pour toute technologie de fabrication, l'impression 3D a ses règles et principes de conception que les ingénieurs doivent suivre pour fabriquer des pièces avec succès. Par exemple, les pièces avec de longs surplombs et des angles inférieurs à 45 degrés nécessiteront des structures de support pour éviter qu'une pièce ne s'effondre pendant le processus d'impression.

Lors de la conception pour la FA, les ingénieurs doivent également définir l'orientation de la pièce et le parcours d'outil ainsi que le facteur dans les étapes de post-traitement. Cela signifie que toute pièce imprimée en 3D devra répondre à certaines considérations de conception - les considérations qui dictent la faisabilité de la production d'une pièce par cette technologie.

Par conséquent, la complexité n'est libre que lorsque cette complexité se rencontre les exigences de conception imposées par l'impression 3D. Ce n'est qu'en prenant en compte les considérations de conception que les ingénieurs peuvent tirer le meilleur parti de la production de composants avec la fabrication additive.

Mythe 8 :« Les organes entièrement imprimés en 3D approchent à grands pas »

L'impression 3D a fait d'énormes progrès dans l'industrie médicale, et nous avons constaté des avancées majeures avec les prothèses, l'orthodontie et les aides auditives personnalisées imprimées en 3D. Mais à quelle distance sommes-nous de la notion d'organes imprimés en 3D ?

À l'heure actuelle, l'impression 3D est encore à des lieues de la production d'organes et de tissus viables et transplantables. Ces applications nécessitent une technologie d'impression 3D beaucoup plus complexe qui n'a pas encore été développée.

Cela dit, la bio-impression 3D fait d'énormes progrès. Par exemple, les scientifiques utilisent déjà l'impression 3D pour créer de petits patchs artificiels, des morceaux de cartilage, des os et d'autres tissus. Ces réalisations peuvent aider à faire progresser la médecine régénérative et sont également essentielles pour développer de meilleures méthodes de test de drogue.

Il est encourageant de constater qu'il y a eu un petit nombre de cas documentés d'organes imprimés en 3D ayant été transplantés avec succès chez des animaux. Cela signifie qu'à terme, la transplantation d'organes imprimés en 3D pourrait également devenir une procédure médicale régulière pour les humains.

Mythe 9 :« L'impression 3D peut tout imprimer »

L'impression 3D étant utilisée pour une grande variété d'applications, il peut sembler que la technologie peut être utilisée pour imprimer n'importe quoi.

Un remède à la déception est de comprendre que l'impression 3D n'est pas une solution magique . Il peut faire des merveilles pour accélérer le développement de la conception et ouvrir de nouvelles opportunités dans la fabrication. Mais en fin de compte, ce n'est qu'un autre outil dans la boîte à outils, avec ses propres limites et ses applications adaptées.

Au-delà du battage médiatique

Bien qu'il y ait toujours beaucoup de battage médiatique autour des industries à croissance rapide comme l'impression 3D, il est important de regarder au-delà du battage médiatique et de rester à jour avec les véritables capacités et limites de la technologie. Cela vous aidera non seulement à comprendre le potentiel de l'impression 3D industrielle, mais également à prendre les meilleures décisions stratégiques lorsque vous déciderez de travailler avec la technologie.