L'ABC de l'impression 3D
Qu'est-ce qu'une maison, un récif de corail, des cellules de peau et une scie à découper ont en commun ?
Ils ont tous été imprimés en 3D.
Ce n'est un secret pour personne que l'impression 3D accélère l'innovation dans de nombreuses industries, notamment la dentisterie, les lunettes, les prothèses, la conception de meubles, l'archéologie, la paléontologie et les sciences médico-légales. Et nous commençons tout juste à réaliser le plein potentiel de l'impression 3D pour améliorer considérablement notre façon de vivre et de travailler.
Qu'est-ce que l'impression 3D ?
L'impression 3D peut prendre la forme de nombreux processus différents dans lesquels une pièce est créée de manière additive en introduisant ou en collant un matériau supplémentaire. Les objets imprimés en 3D peuvent être géométriquement complexes et sont idéaux dans une grande variété d'applications de fabrication. Les machines peuvent coûter des centaines à des millions de dollars et utilisent une grande variété de technologies pour imprimer des pièces.
L'impression 3D est un sous-ensemble de la fabrication additive. La fabrication additive consiste à fabriquer une pièce en ajoutant de la matière, tandis que le processus de fabrication soustractive consiste à fabriquer une pièce en soustrayant de la matière. En impression 3D, une imprimante 3D réalise un objet en trois dimensions en partant d'un fichier CAO (conception assistée par ordinateur). Il existe une variété de matériaux et de technologies d'impression 3D disponibles, ce qui facilite plus que jamais la création de pièces pour toutes sortes d'industries.
Comment l'impression 3D est-elle utilisée dans la fabrication ?
Bien que l'impression 3D ait souvent été associée à des jouets et à des objets pour amateurs, ils sont plus que capables de produire des pièces capables de résister à une multitude d'environnements difficiles. Vous pouvez trouver des pièces imprimées en 3D utilisées dans des processus de fabrication dans des secteurs tels que l'énergie, l'automobile et la défense. Des prototypes fonctionnels, des outils et des montages aux pièces d'utilisation finale, l'industrie de l'impression 3D transforme de nombreuses autres industries et processus.
La plupart des gens pensent que les imprimantes 3D sont une nouvelle technologie, même si vous serez peut-être surpris d'apprendre qu'elles existent depuis les années 1980. Cependant, les imprimantes jusqu'en 2009 étaient principalement utilisées à des fins industrielles et leur coût d'utilisation était prohibitif pour la plupart des entreprises. De nos jours, les entreprises du monde entier utilisent des imprimantes 3D pour fabriquer des pièces à des fins de fabrication avec des améliorations significatives des coûts d'impression 3D. Une grande partie de la croissance de l'industrie de l'impression 3D provient d'une explosion de l'utilisation de l'impression 3D dans la fabrication, ce que l'on croyait auparavant impossible lorsque le processus s'est imposé.
Quelles sont les technologies d'impression 3D les plus courantes ?
Bien qu'il existe de nombreuses techniques d'impression 3D, concentrons-nous sur quelques types courants. Toutes les technologies d'impression construisent des pièces en tranches discrètes appelées couches.
- Fused Filament Fabrication (FFF, également connu sous le nom de Fused Deposition Modeling)
- Renforcement de fibres continues (CFR)
FFF (Fabrication de filaments fondus)
La fabrication de filaments fondus est le type d'impression le plus courant et le plus abordable, et la plupart des machines utilisent cette technologie. Dans FFF, l'imprimante chauffe le thermoplastique à un point proche de la fusion et l'extrude par une buse qui trace la section transversale d'une pièce pour chaque couche. Ce processus se répète pour chaque couche.
Renforcement en fibre continue (CFR)
Le renforcement continu des fibres est un procédé qui permet aux imprimantes 3D de renforcer les pièces FFF avec des fibres continues. Une machine compatible CFR utilise deux systèmes d'extrusion :un pour le filament FFF conventionnel et un second pour les fibres continues à long brin. Des fibres continues sont posées en couche, remplaçant le remplissage FFF. Les pièces résultantes sont nettement plus résistantes (jusqu'à 10 fois plus résistantes que n'importe quel matériau FFF standard tel que l'ABS ou le PLA) et peuvent remplacer les pièces en aluminium dans l'application.
Aujourd'hui, les imprimantes 3D de fabrication de filaments fondus sont la technologie d'impression 3D la plus largement utilisée. Cependant, les matériaux renforcés de fibres de carbone offrent les avantages du FFF en éliminant les faiblesses des pièces clés. Alors que les pièces FFF sont généralement limitées par la résistance des polymères faibles, les pièces CFR sont suffisamment solides pour remplacer l'aluminium usiné dans les opérations de fabrication clés.
L'essentiel
De nombreuses entreprises constatent que l'ajout de plusieurs imprimantes à leur processus de fabrication peut réduire considérablement le temps consacré à la fabrication de pièces complexes en interne. Les imprimantes 3D peuvent créer des pièces plus rapidement et à faible coût pour des pièces personnalisées à faible volume. Les entreprises peuvent se concentrer sur les pièces d'utilisation finale génératrices de revenus, au lieu de consacrer du temps, de l'argent et des efforts à des pièces à faible volume qui peuvent ne générer aucun revenu.
Avec une imprimante 3D, vous pouvez itérer rapidement des conceptions sans gaspiller de ressources en attendant des pièces qui pourraient ne pas répondre aux normes de qualité. Cela rend les imprimantes 3D parfaites pour les prototypes, les outillages et les montages personnalisés à faible volume qui sont souvent complexes et difficiles à usiner, mais qui sont essentiels à un processus de production efficace.
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