Libérer l'innovation : comment les petits fabricants bénéficient de la fabrication additive

Par : Dave Pierson

« J'ai entendu que la fabrication additive est la clé pour stimuler l'innovation dans notre industrie, mais comment cela apporte-t-il vraiment de la valeur ? »

« Nous avons regardé quelques machines de fabrication additive, mais comment justifier la dépense quand nous essayons d'éliminer nos dépenses en capital ? »

« La fabrication additive vaut-elle l'investissement ? »

Je reçois des questions comme celles-ci chaque fois que j'anime ou assiste à des conférences sur la fabrication additive pour les fabricants de petite et moyenne taille (PMT) via le Réseau National MEP™. En tant qu'ingénieur senior en développement de produits chez MAGNET, partie du Ohio Manufacturing Extension Partnership (MEP), mon objectif est d'éduquer les PMT et d'autres centres MEP sur la façon dont la fabrication additive peut aider les petites entreprises à concurrencer les grands acteurs industriels.

Je fais cela, en partie, grâce à la participation de Ohio MEP à un prix NIST MEP 2017 à Pennsylvania MEP pour s'associer à America Makes, l'Institut Manufacturing USA axé sur la fabrication additive. Cet Institut travaille avec l'industrie, le monde universitaire, le gouvernement et les agences non-gouvernementales pour innover et accélérer la fabrication additive et l'impression 3D pour augmenter la compétitivité manufacturière mondiale des États-Unis, et grâce à notre partenariat, Ohio MEP assiste les centres MEP et les PMT dans l'adoption de stratégies de fabrication additive, y compris des conseils sur les avantages ROI et des options abordables pour l'achat d'équipement.

Alors, quel est le gros intérêt de la fabrication additive ?

La fabrication additive est l'étape suivante pour ceux qui connaissent déjà la technologie de CAO tridimensionnelle (3D). En substance, la CAO 3D est fondamentale pour utiliser la fabrication additive. Une fois que vous avez maîtrisé les compétences de base de la CAO 3D, vous êtes prêt à passer à la fabrication additive.

Façons dont les petits fabricants récoltent le ROI de la fabrication additive

Développée à l'origine par le MIT

, la fabrication additive ajoute couche sur couche de matériaux pour « imprimer » un objet ou une pièce 3D. Ces pièces peuvent être créées à partir d'une variété de matériaux, y compris plastiques, métaux, céramiques ou béton.

La fabrication additive peut fournir un ROI significatif aux PMT en les aidant à :

• Améliorer leurs processus d'outillage industriel
• Produire plus de pièces à haute valeur, faible volume
• Créer des produits hautement personnalisés pour leur industrie et leurs clients

Cette technologie permet également aux fabricants de mener un prototypage plus rentable pour les processus R&D. La fabrication additive peut rapidement et efficacement distiller les expériences utilisateur en maquette, permettant aux fabricants de produire et d'évaluer un prototype imprimé en 3D. Des cycles de rétroaction répétés peuvent générer plus d'idées pour plus de pièces à valeur ajoutée.

Les fabricants aérospatiaux et médicaux voient déjà les avantages ROI de la fabrication additive. Aujourd'hui, un nombre croissant de petits fabricants l'utilisent pour passer à un inventaire plus numérique, où vous pouvez supporter 40 pièces qui ont chacune des SKU différents vs. cinq mille pièces avec le même SKU.

Disons que vous êtes une entreprise qui produit du moulage en sable ou des outils spéciaux. J'aide des entreprises comme celles-ci à apprendre comment utiliser la fabrication additive pour imprimer ces pièces en quelques semaines, au lieu de mois. Avec moins de temps de délai nécessaire pour créer des pièces, il est plus facile de passer à un inventaire numérique.

Les fabricants stratégiques se tournent vers la fabrication additive pour concurrencer les acteurs plus grands dans leur industrie. Mais la majorité des PMT ont encore beaucoup de questions sur la façon dont cette technologie apportera vraiment de la valeur à court terme et pour le long terme.

Voici certaines des questions les plus courantes sur la fabrication additive que j'ai reçues des PMT et d'autres centres MEP.

Q : Quelles applications spécifiques peuvent bénéficier de la fabrication additive ?

Votre installation utilise-t-elle le moulage par injection ? La fabrication additive permet de concevoir et construire des canaux de refroidissement qui s'adaptent au contour du moule, améliorant ainsi la performance de refroidissement. Ce processus prolonge la durée de vie du moule et réduit les déchets.

Cette technologie est aussi plus efficace pour l'allègement, avec plus d'options de matériaux disponibles, tels que plastiques légers et composites. Le processus utilise aussi moins de matériau, tout en améliorant la performance de la pièce.

Si vous utilisez actuellement des moulages métalliques, vous pouvez utiliser la fabrication additive pour imprimer des moules et noyaux en sable à partir d'une conception CAO sans avoir besoin de modèle ou de boîte à noyaux. Contrairement aux outils de moulage industriels typiques, la fabrication additive peut réduire significativement le temps et les coûts pour produire des moules et noyaux.

Q : La fabrication additive peut-elle faire gagner du temps et réduire les coûts de production ?

La fabrication additive offre la capacité d'imprimer des pièces personnalisées just-in-time. Elle réduit le temps et les coûts de développement d'outillage, avec moins de matériau et moins de déchets. Les utilisations potentielles incluent le maintien, le guidage, l'alignement, le positionnement et le serrage, ainsi que de simples jauges « go/no-go » pour vérifier l'ajustement et la qualité des composants.

La nature précise de la fabrication additive signifie qu'elle augmente dramatiquement les économies de temps pour la production de fixations pour les inspections de premier article. En conséquence, les machines-outils, gabarits, fixations ou jauges peuvent alors être produits plus rapidement et avec moins de défauts.

Cette technologie améliore aussi la capacité à coordonner les inspections par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Orek a utilisé la fabrication additive pour fabriquer des centaines de fixations d'inspection pour ses MMT. En moyenne, l'entreprise estime qu'elle économise 200 $ et six jours et demi par rapport à l'usinage des fixations. En utilisant la fabrication additive, Oreck a retiré la fabrication de fixations et la programmation MMT du chemin critique.

Q : La fabrication additive peut-elle aider à réparer des pièces de haute valeur plus rentablement ?

Avez-vous des pièces métalliques de haute valeur qui sont coûteuses à remplacer ? La déposition d'énergie dirigée (DED) est une application spécifique de fabrication additive qui peut réparer des pales de turbine et d'autres pièces et équipements haut de gamme en déposant rapidement du matériau sur des pièces existantes pour prolonger leur vie.

Cette technologie peut aussi être combinée avec l'équipement CNC existant. La machinerie DED construit la pièce et ensuite l'équipement CNC fraise la pièce jusqu'à la bonne taille et lisse.

Tirer parti de vos ressources en fabrication additive

Il y a de nombreuses opportunités pratiques pour les PMT d'en apprendre davantage sur la fabrication additive et comment cette technologie peut aider les petits fabricants à concurrencer dans le paysage industriel 3D d'aujourd'hui.

Je suggérerais de commencer avec les événements d'apprentissage fournis par le Additive Manufacturing Users Group (AMUG) et la conférence RAPID + TCT produite en partenariat avec SME. SME

aide les fabricants à innover, grandir et prospérer en promouvant la technologie manufacturière, en développant une main-d'œuvre qualifiée et en connectant l'industrie manufacturière.

Le National Institute of Standards and Technology (NIST) offre également de multiples ressources éducatives sur sa base de données de fabrication additive, tels que des ateliers pour applications métal et polymère.

De plus, MAGNET travaille actuellement avec le MIT pour développer un programme d'études pour environ 60 membres du personnel des centres MEP pour une formation en ligne à la fabrication additive. Après la classe de formation, les centres MEP seront évalués concernant leur familiarité avec les applications de fabrication additive.

L'objectif ultime de ce programme est d'aider tous les centres MEP à développer une interface réussie entre les PMT et leurs clients en tirant mieux parti des ressources de fabrication additive disponibles.

Ensemble, nous construisons une relation de compétences et capacités entre le Réseau National MEP, les PMT, et leurs clients. Le résultat visé est que les PMT pourront utiliser la fabrication additive pour rester compétitifs non seulement dans un an, mais aussi dans cinq et dix ans à partir de maintenant.

Pour voir l'article original : https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=