Production Interne : La Fuse 1 Imprime ses Propres Pièces

La Fuse 1 imprime des pièces d'utilisation finale directement.

Une purge de capteur IR, fabriquée en poudre Nylon 12, a été produite sur la Fuse 1.

Construire la Fuse 1 a été un exploit d'ingénierie. Livrer une performance de grade industriel dans une imprimante SLS (frittage laser sélectif) desktop abordable et élégante a requis des années de design et d'ingénierie méticuleux.

Les ingénieurs Formlabs ont utilisé la Fuse 1 elle-même comme outil de prototypage. Aujourd'hui, chaque unité expédiée aux clients inclut plusieurs pièces de production imprimées sur la machine utilisant de la poudre Nylon 12.

Selon Seth Berg, program manager ingénieur pour la Fuse 1, utiliser l'imprimante SLS pour prototyper et produire des pièces d'utilisation finale a offert trois avantages clés :

• La liberté de créer des géométries complexes sans structures de support internes.
• Raccourcissement des chaînes d'approvisionnement en gérant prototypage et production en interne.
• Élimination de la sous-traitance, permettant production petits lots abordable avec le Nylon 12 polyvalent.

Prototypage SLS et Production Interne : Fabrication d'une Purge Capteur IR

Seth Berg discute de l'impression de pièces d'utilisation finale sur la Fuse 1.

Quand les clients installent une nouvelle Fuse 1 et l'unité de post-traitement Fuse Sift, ils ne réalisent peut-être pas que cinq pièces distinctes ont été imprimées sur l'imprimante elle-même. Parmi celles-ci, la purge de capteur IR illustre un composant idéalement adapté à la production petits lots avec impression SLS interne.

L'un des plus grands défis dans le développement de la Fuse 1 était de mesurer et équilibrer avec précision la température interne de la chambre de construction. Berg a expliqué que l'équipe avait besoin d'une purge de capteur IR personnalisée pour réguler la chaleur dans la baie d'impression. Comme le contrôle température était si sensible, des douzaines de prototypes étaient attendus avant de trouver le design optimal. La sous-traitance ou le moulage par injection auraient été impraticables vu les itérations requises, donc l'équipe s'est tournée vers leurs unités beta Fuse 1, alimentées par poudre Nylon 12, pour à la fois prototyper et produire. « Nous avions besoin d'une technologie d'impression 3D qui ne contraigne pas la géométrie ou n'ajoute pas de pointes de support indésirables sur les surfaces de flux d'air lisses, donc le SLS était la seule option viable », a dit Berg.

En utilisant des unités de production précoces, l'équipe a conçu, testé, et finalement fabriqué des pièces personnalisées à l'échelle, permettant le lancement timely de la Fuse 1. Au fil du temps, plus de pièces – poignées de porte, poignées IR, poignées Fuse Sift – ont été produites en interne sur unités beta. Aujourd'hui, chaque Fuse 1 expédiée contient plusieurs pièces de production imprimées directement sur une Fuse 1. « Nous avons rigoureusement testé ces pièces, faisant tourner près de 50 imprimantes au siège sans arrêt pour produire des milliers d'heures d'impression », a noté Berg.

Après avoir affiné des douzaines de prototypes, l'équipe a finalisé le design de la purge capteur IR et a transitionné sans heurt du prototypage à la production petits lots sur les mêmes imprimantes. Des milliers de pièces sont imprimées chaque semaine, validant la prête de la machine pour le marché. « Chez Formlabs, nous priorisons l'accessibilité produit – tant en prix qu'en maintenance. Voir la Fuse 1 fonctionner à la fois comme une puissance de prototypage et une machine de production à plein temps est hautement gratifiant », a ajouté Berg.

Grâce au volume de construction dense de la Fuse 1, un seul cycle d'impression peut produire 12 purges capteur IR. Pour des pièces plus petites comme la poignée capteur IR, ce nombre monte à 60 par cycle. Bien que l'impression 3D interne ne soit pas encore rentable pour la production de masse de millions de pièces, faire tourner plusieurs machines en tandem offre une excellente solution pour tailles de lots petits et moyens. La poignée capteur IR consomme 22 g de poudre, coûtant 2 $ par pièce ; la purge capteur IR principale utilise 70 g, coûtant environ 7 $ par pièce.

« Avoir la Fuse 1 en interne a absolument abouti à une purge capteur IR qui fonctionnait plus efficacement car nous pouvions itérer rapidement et tester de nombreux designs. Nous sommes ensuite passés directement à la production en utilisant le même matériau », a dit Berg. Cela a éliminé le besoin d'ajuster les tolérances entre prototypage et production.

Seth Berg

Avoir la Fuse 1 en interne a absolument abouti à une purge capteur IR qui fonctionnait plus efficacement car nous pouvions itérer rapidement et tester de nombreux designs. Nous sommes ensuite passés directement à la production en utilisant le même matériau.

Sans la Fuse 1, Berg a noté, l'équipe aurait été forcée de sous-traiter des services SLS. « Si nous n'avions pas eu la Fuse 1 en interne, nous aurions sous-traité les pièces SLS à un bureau de service, payant plus et attendant plus longtemps pour les obtenir. La Fuse 1 imprime des pièces SLS d'utilisation finale de qualité industrielle en interne à une fraction du prix et du temps », a-t-il dit.

Berg est confiant que ces pièces performent fiablement dans leur application, car chaque Fuse 1 expédiée inclut des pièces imprimées sur la machine. La purge capteur IR, poignée IR, poignée porte, et couvercle aimant d'interlock ont tous été rendus possibles par la Fuse 1.

Poudre Nylon 12 pour pièces d'utilisation finale

Le premier matériau lancé par Formlabs pour la Fuse 1 est la poudre Nylon 12 – un matériau hautement capable pour prototypage fonctionnel et production d'utilisation finale d'assemblages complexes avec haute stabilité environnementale.

Bien que d'autres procédés d'impression 3D puissent produire des pièces d'utilisation finale, le SLS offre des avantages distincts. Les pièces SLS tendent à durer plus longtemps, surtout sous manipulation ou usage quotidiens. Comparées aux matériaux stéréolithographie, les impressions Nylon 12 exhibent des durées de vie plus longues, faible fluage, et résistance supérieure à l'usure, chimique, et UV. « Presque toutes les pièces d'utilisation finale doivent être robustes et résistantes à la température et aux chocs. Le nylon trouve le sweet spot across ces propriétés matériaux. Si vous pouvez penser à une application où une pièce sera utilisée, le nylon est presque toujours le bon choix », a expliqué Berg.

Une caractéristique notable de l'impression poudre SLS est la capacité de produire des pièces sans structures de support internes. D'autres procédés requièrent des supports pour cavités et ouvertures internes, ajoutant contraintes design et temps post-production. Le SLS élimine ce problème, permettant pièces complexes avec effort post-production réduit.

Enfin, le Nylon 12 permet à la Fuse 1 d'imprimer avec jusqu'à 70 % de poudre recyclée, un avantage significatif pour prototypage et production. L'équipe de Berg a identifié cela comme raison centrale pour laquelle la Fuse 1 est une option de production compétitive : « Toutes les pièces imprimées et installées sur la Fuse 1 utilisent 70 % de poudre réutilisée. C'est l'un des secrets qui rendent la fabrication interne rentable. » Il a ajouté, « Nous n'avons pas utilisé la poudre recyclée seulement pour les prototypes. Sur la ligne de production, chaque pièce est imprimée avec 70 % de poudre recyclée, livrant des pièces d'utilisation finale à la fois durables et économiques. »

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Poudre Nylon 12

La poudre Nylon 12 est un matériau hautement capable pour le prototypage fonctionnel et la production d'utilisation finale d'assemblages complexes et pièces durables avec haute stabilité environnementale. Nous avons rassemblé un article couvrant vos questions les plus fréquentes.

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La Fuse 1 : Maintenant en Expédition

Formlabs conçoit des workflows additifs qui rendent l'impression 3D de qualité industrielle accessible aux entreprises de toutes tailles. La Fuse 1 et la Fuse Sift permettent aux équipes de contrôler le design, d'imprimer des pièces nylon prêtes pour la production en interne, d'augmenter le débit, et d'apporter l'impression 3D SLS de niveau industriel sur le benchtop à un prix d'entrée. Tous ces éléments – polyvalence du Nylon 12 et avantages uniques du SLS – ont aidé Berg et l'équipe d'ingénierie à créer une meilleure Fuse 1.

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