Technologies et processus d'impression 3D sur métal :un aperçu détaillé

La quatrième révolution industrielle est arrivée

Au cours des 300 dernières années, l'humanité est devenue très douée pour la fabrication de pièces à grande échelle. Les trois premières révolutions industrielles ont introduit l'effet de levier pour augmenter la productivité par des ordres de grandeur. La première révolution industrielle a introduit la puissance de la vapeur, la seconde a apporté le concept d'une chaîne de montage allégée et la troisième révolution a apporté la puissance de calcul et l'automatisation. Nous sommes maintenant dans la quatrième révolution industrielle où la fabrication numérique libère à nouveau le pouvoir de l'effet de levier, permettant encore plus de capacité de fabrication. Mais il y a un problème :produire de faibles volumes de pièces, en particulier avec une grande variabilité, reste toujours une entreprise difficile. Le facteur limitant est encore une fois un seul humain qui est nécessaire pour configurer, installer, programmer et exécuter des pièces spécialisées. Tous les progrès industriels réalisés jusqu'à présent n'ont pas été en mesure de fournir le même effet de levier dans ces scénarios ponctuels.

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Une solution au problème d'une seule pièce

Entrez dans l'impression 3D fonctionnelle de Markforged. Pour la première fois, il existe une alternative aux méthodes de fabrication traditionnelles qui permet d'obtenir des pièces aux propriétés adaptées à l'utilisation finale. L'introduction du procédé d'impression 3D métal ADAM a débloqué le problème qui afflige les fabricants depuis des siècles :comment produire efficacement des pièces uniques ? La production de pièces à faible volume et à mélange élevé est parfaitement adaptée à une technologie d'impression 3D métal car toutes les barrières qui pesaient auparavant sur la fabrication conventionnelle (configuration, fixation, programmation, etc.) sont en grande partie éliminées. Désormais, un calendrier de fabrication complexe peut être géré à distance via une solution logicielle basée sur le cloud, contrôlant une flotte d'imprimantes couvrant plusieurs zones géographiques. Nous entrons dans l'ère de la fabrication distribuée avec l'impression 3D de la même manière que l'informatique discrétisée a révolutionné le monde il y a plus de 20 ans.

L'impression 3D métal n'est pas nouvelle et n'a certainement pas été inventée par Markforged – alors pourquoi maintenant ? Le processus d'impression 3D métal ADAM représente une avancée technologique révolutionnaire qui réduit la barrière d'entrée d'un facteur 10 par rapport aux autres technologies d'impression métal. Cela signifie que le coût de l'équipement est moindre, les besoins en installations sont moindres et, plus important encore, les pièces produites avec cette technologie sont également considérablement moins chères. Avec des matériaux comme l'acier inoxydable 17-4 PH, l'acier à outils A2, l'acier à outils H13 et bientôt l'Inconel 625 et le titane 6Al-4V, il est facile de comprendre pourquoi cette technologie fait tourner les têtes dans l'industrie. Les entreprises de fabrication se tournent maintenant vers les technologies d'additifs métalliques pour compléter l'outillage, les fixations, le prototypage fonctionnel et la production de pièces à faible volume. Il n'a jamais été aussi simple de produire des pièces métalliques uniques.

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Comment fonctionne le processus ADAM

Le processus d'impression sur métal ADAM repose sur 50 ans de pratiques de moulage par injection de métal (MiM). Au lieu d'utiliser un moule (qui lui-même nécessite beaucoup de temps et d'efforts pour produire), le processus ADAM utilise à la place une imprimante 3D pour obtenir la géométrie initiale à l'état vert. Ceci est accompli par une méthode d'impression FFF (Fused Filament Fabrication) ou par extrusion utilisant un filament spécial composé de particules métalliques et de deux agents liants. Une fois la pièce imprimée, elle est placée dans un lavage au solvant où une partie du liant est éliminée passivement. Cette étape de lavage est un processus par lots, de sorte que plusieurs pièces peuvent être traitées à la fois. Lorsque la pièce est entièrement lavée, comme indiqué par une réduction de masse cible, elle est placée dans un four. Ce four exécute un cycle d'automatisation et augmente la température jusqu'à ce que d'abord brûle le liant restant, puis fritte complètement les particules métalliques ensemble. Il convient de noter que le four est également un processus par lots, de sorte que plusieurs pièces (de la même métallurgie) peuvent être exécutées à la fois. Le résultat final est une pièce métallique prête à l'emploi qui peut être ultérieurement post-traitée si nécessaire.

Cependant, toutes les pièces ne sont pas d'excellents candidats pour le processus d'impression métallique ADAM 3D. En fin de compte, il s'agit d'un outil, et certains outils sont mieux adaptés à certaines tâches (pensez au tour plutôt qu'à la fraiseuse). Il existe des restrictions de taille et de géométrie avec la technologie qui doivent être respectées afin de produire des pièces réussies. Les pièces les mieux adaptées sont conçues en tenant compte du processus – cette pratique est plus communément appelée DfAM (Design for Additive Manufacturing). Le boîtier d'actionneur Stanley Black &Decker présenté ci-dessous en est un bon exemple. Lorsque les utilisateurs respectent les directives, le processus ADAM excelle dans la production de pièces métalliques pour les applications d'outillage afin de prendre en charge les sites de fabrication additive, les pièces à faible volume et à mélange élevé, ainsi que les prototypes fonctionnels.

La 4e révolution et l'avenir de la fabrication

La quatrième révolution industrielle de la fabrication numérique modifie déjà le paysage manufacturier. L'introduction de l'impression 3D en métal discrétisé permet aux entreprises de résoudre le problème séculaire de la production de pièces économiques à haut mélange et à faible volume. Le processus d'impression 3D métal ADAM de Markforged est la technologie d'impression métal la moins chère et la plus facile à utiliser sur le marché pour répondre à ce besoin. L'offre complète de Markforged - comprenant des logiciels de classe mondiale et une gamme complète de capacités de matériaux de qualité technique couvrant les plastiques, les composites et les métaux - signifie que les clients sont en mesure de résoudre un large éventail de problèmes qui les ont toujours tourmentés.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le processus d'impression 3D métal ADAM et l'imprimante Metal X de Markforged, demandez une démonstration de produit sur notre site Web.