Fabrication additive métallique : Transformer la production pour l'aérospatiale et au-delà

La fabrication additive (impression 3D) balaye le monde de l'automatisation industrielle.

Au lieu de créer des moules et d'enlever du matériau, les fabricants peuvent maintenant simplement ajouter des couches de matériau pour produire des articles à moindre coût et avec moins de déchets. La fabrication additive métallique (impression 3D métal) en particulier gagne du terrain et devient particulièrement populaire dans des industries comme l'aérospatiale.

Selon un récent rapport AMPOWER, le marché de la fabrication additive métallique devrait croître de 27,9 % d'ici 2024. Avec la fabrication additive métallique, les entreprises peuvent construire une pièce métallique solide et hautement complexe avec moins de matériaux et moins d'efforts que les processus de fabrication traditionnels.

Pour suivre les tendances de l'industrie, voici votre guide rapide de la fabrication additive métallique.

Fabrication additive métallique expliquée

Contrairement à la fabrication conventionnelle qui nécessite des moules et du tronçonnage, la fabrication additive construit les articles depuis le bas en utilisant un équipement d'impression 3D sophistiqué. Le processus de base se déroule en cinq étapes :

1. Créer un modèle numérique
2. Le préparer pour l'impression en le creusant, modifiant les tailles de trous, ajoutant des supports, etc.
3. Trancher le modèle 3D en couches
4. Imprimer la pièce couche par couche
5. Post-traitement pour obtenir le produit final

Bien que le processus reste globalement le même, il existe plusieurs façons d'imprimer des produits en utilisant la fabrication additive métallique. Voici quelques-unes des plus courantes :

• Fusion sur lit de poudre — De la poudre de métal est placée sur la table de fabrication, et des lasers à haute énergie fusionnent précisément la poudre couche par couche pour créer le produit final.
• Jet de métal — Le matériau métallique est fondu et appliqué directement sur la table de fabrication. Le métal liquide refroidit rapidement, et de nouvelles couches s'ajoutent jusqu'à la fin du produit final.
• Alliage infusé au four — De la poudre de métal est jointe à un agent liant liquide. Au fur et à mesure que des couches d'agent liant s'ajoutent, le produit final prend forme.

Chaque type de fabrication additive métallique peut créer plusieurs pièces avec une grande variété de matériaux. Certains des matériaux métalliques additifs les plus populaires utilisés dans la fabrication additive sont les alliages de nickel tels que l'Inconel 718 et l'Inconel 625, l'acier inoxydable, l'aluminium et le cuivre.

Avantages et inconvénients de la fabrication additive métallique (impression 3D métal)

Il y a de nombreux avantages à la fabrication additive métallique, mais elle n'est pas idéale pour tous les types de fabrication. Voici un guide rapide des avantages et inconvénients de l'utilisation d'un système de fabrication additive pour construire des produits métalliques.

Avantages

• Réduire les besoins d'espace et de coûts pour le stockage des pièces en vous donnant la capacité de produire des pièces à la demande localement
• Moins de déchets sans avoir besoin de tailler ou découper des pièces à partir de matériaux plus grands, ce qui aide aussi à réduire les coûts de fabrication
• Produire rapidement de nouveaux produits sans avoir besoin de créer des moules
• Un prototypage plus rapide peut accélérer le développement de produits et vous donner un avantage concurrentiel
• Aucun assemblage requis. Les pièces fabriquées par addition peuvent être imprimées dans leur intégralité sans avoir besoin d'assembler plusieurs pièces
• Construire des pièces hautement complexes avec un minimum d'effort ou de compétence

Inconvénients

• Des temps de construction lents signifient que la fabrication additive n'est pas idéale pour les grandes séries de production
• Des coûts initiaux plus élevés avec des besoins en équipement plus coûteux
• La taille du produit est limitée aux contraintes du système de fabrication additive. Les imprimantes grand public, par exemple, ont généralement des plateaux d'impression inférieurs à un pied cube

Voulez-vous en savoir plus sur la fabrication additive ? Consultez ces blogs de Spatial : Impression 3D pour la fabrication additive — Ce qu'il faut savoir Le processus SLS dans la fabrication additive

Applications de la fabrication additive métallique

À l'origine, la fabrication additive métallique était principalement utilisée pour le prototypage. Les fabricants pouvaient concevoir et imprimer rapidement des produits prêts pour les tests avant d'investir dans des moules et de l'équipement pour des séries de production plus importantes en utilisant un logiciel de fabrication additive métallique. À mesure que la technologie avançait et que la fabrication additive devenait plus abordable, elle a été adoptée par une grande variété d'industries.

L'industrie aérospatiale a été l'un des principaux adopteurs de la fabrication additive. Les entreprises aérospatiales utilisent la fabrication additive (FA) pour concevoir et construire des pièces métalliques hautement complexes qui n'auraient pas été possibles avec les méthodes conventionnelles.

Puisqu'il y a moins de déchets, les fabricants aérospatiaux peuvent réduire le poids sans sacrifier l'intégrité structurelle, ce qui est essentiel lors de la conception d'aéronefs.

L'industrie médicale a également utilisé la fabrication additive pour créer des outils et instruments uniques pour des procédures spécifiques. Les professionnels de la santé n'ont plus à attendre que des outils soient conçus et construits par un fabricant. Ils peuvent créer les outils exacts dont ils ont besoin en une fraction du temps — à un coût bien moindre, en interne pour assister des procédures complexes.

Optimiser la production avec la fabrication additive métallique

La fabrication additive métallique ne remplacera peut-être pas les processus de fabrication conventionnels, mais elle offre de nombreux avantages considérables pour les fabricants dans une grande variété d'industries.

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