Considérations clés pour la fabrication de pièces critiques

Les pièces ou composants critiques sont ceux qui, s'ils tombent en panne ou sont endommagés, pourraient avoir un impact catastrophique sur les performances de leurs applications ou pourraient compromettre la sécurité de l'utilisateur final. Pour cette raison, les pièces critiques sont souvent soumises à des normes réglementaires strictes, et certaines industries ont des exigences spécifiques au marché conçues pour garantir le fonctionnement optimal des appareils et des applications tout en maximisant la sécurité des utilisateurs ou des consommateurs.

Un exemple de pièces critiques est l'équipement de soutien au sol dans l'industrie aérospatiale. Ce sont des pièces qui sont utilisées pour soutenir le mouvement et la maintenance des aéronefs au sol. L'équipement de soutien au sol interagit directement avec les composants critiques pour le vol, ce qui souligne le besoin d'un équipement de soutien au sol qui répond aux réglementations mécaniques et de sécurité strictes de l'industrie. Lorsqu'elles sont correctement conçues et fabriquées, les techniciens peuvent utiliser ces pièces en toute sécurité et en toute confiance sur le terrain, assurés de leur fiabilité inhérente.

Les fabricants de pièces critiques sont censés créer systématiquement des pièces incroyablement précises conformes aux réglementations spécifiques à l'industrie, ce qui a souvent été associé à des coûts de production élevés et à de longs délais.

Cependant, les développements de la technologie de fabrication additive ont commencé à changer la façon dont les ingénieurs abordent la conception et la production de pièces critiques. Il existe un certain nombre de facteurs qui entrent dans la création de pièces critiques pratiques et de haute qualité, et cet article en abordera trois :la conception technique, le processus de fabrication et les matériaux.

Considérations relatives à la conception du produit

Afin d'optimiser la conception des pièces et composants critiques, plusieurs facteurs doivent être pris en considération. Ceux-ci incluent l'industrie, l'application et l'environnement dans lesquels la pièce sera utilisée ; le potentiel d'abus prévisibles ; et la formation et les attentes de l'utilisateur final.

Tout d'abord, connaître l'industrie et le cas d'utilisation permet aux concepteurs de produits de se préparer à des exigences spécifiques. L'industrie médicale, par exemple, suit des exigences strictes pour l'utilisation de pièces critiques et les matériaux viables autorisés à créer ces pièces. D'autres considérations physiques et chimiques incluent le niveau de résistance à l'humidité et si les pièces peuvent être stérilisées avec certains produits chimiques.

En se familiarisant avec l'industrie et les performances attendues du produit dans son environnement prévu, les ingénieurs auront une meilleure idée de la manière d'optimiser la conception des pièces.

Cela s'étend aux charges et aux pressions que les pièces devront supporter, ainsi qu'à la fréquence à laquelle ces charges seront appliquées. S'il y a un risque que la pièce se fatigue, les ingénieurs doivent également tenir compte du cycle de vie de la pièce afin d'adapter leurs solutions en conséquence.

Les utilisateurs finaux sont un autre facteur clé. Les produits de consommation, par exemple, ont tendance à exiger des conceptions plus intuitives que celles destinées au personnel qualifié. Une connaissance de l'utilisation finale permet aux ingénieurs d'effectuer des évaluations des risques pour déterminer si la pièce pourrait être utilisée d'une manière non prévue, ainsi que les risques associés à une mauvaise utilisation prévisible.

Considérations sur le processus de fabrication

Un mythe courant sur la fabrication additive est qu'elle n'est bonne que pour le prototypage et non pour fabriquer des pièces de production viables. Cependant, dans de nombreux cas, les méthodes additives présentent une meilleure option lorsqu'il s'agit de fabriquer des pièces critiques, car elles permettent aux ingénieurs de créer des pièces avec plus de facilité et d'efficacité que les méthodes traditionnelles.

Prenons par exemple le domaine médical de la microfluidique, qui implique des prélèvements de tissus et de sang, la distribution de produits pharmaceutiques ou le dosage de petites quantités de liquide. Le secteur s'appuie sur des composants qui permettent ces types de transferts de fluides - qui, en général, ne peuvent pas être créés avec les modes de fabrication conventionnels.

Ces produits sont souvent fabriqués avec la fabrication additive, car l'alternative est un processus d'outillage complexe et coûteux qui utilise le moulage par injection et le moulage par micro-injection. Les deux peuvent prendre des semaines ou des mois pour réaliser ce que la fabrication additive peut faire en une journée.

La fabrication additive dans des cas comme ceux-ci accélère les cycles de test et réduit considérablement les délais de mise sur le marché. De plus, alors que les coûts d'outillage de moulage par injection peuvent facilement coûter des centaines de milliers de dollars, les méthodes de fabrication additive promettent un prix inférieur à moins de 100 $ par unité.

De nombreuses applications de composants critiques nécessitent de travailler avec de petits volumes et des fonctionnalités précises. Lorsqu'ils essaient de créer ces pièces avec du plastique par des moyens traditionnels, les ingénieurs doivent les usiner avec une extrême précision ou créer des moules dans lesquels du plastique sera injecté, ce qui augmente les coûts de production et allonge les délais.

Les méthodes additives, d'autre part, permettent aux fabricants de fabriquer des pièces critiques sans moules, de sorte qu'ils n'ont pas besoin de prendre en compte la façon dont l'outillage affecte la taille minimale des caractéristiques ou d'effectuer des analyses de flux de moule.

Considérations matérielles

L'identification des propriétés idéales des pièces critiques est essentielle pour déterminer quels matériaux conviennent le mieux à une application donnée. Les pièces qui doivent résister à des températures élevées devront probablement être fabriquées à partir de matériaux différents de ceux qui nécessitent un certain degré de flexibilité ou de résistance aux chocs. En décrivant les contraintes, les charges ou les apparences spécifiques attendues de la pièce, les ingénieurs peuvent identifier rapidement le matériau ou la famille de matériaux qui se traduira par une pièce optimale pour une application.

La fabrication additive joue également un rôle ici. Alors que la plupart des processus d'impression 3D nécessitaient traditionnellement des plastiques rigides, Carbon Digital Light Synthesis™ permet aux ingénieurs d'utiliser des matériaux plus souples, tels que le polyuréthane élastomère ou le silicone, qui peuvent être utilisés pour des applications nécessitant des pièces physiquement conformes qui assurent l'amortissement, l'absorption des chocs ou l'étanchéité. caractéristiques.

Développer des pièces critiques grâce à la fabrication additive

En fin de compte, les pièces et composants critiques doivent répondre à deux exigences clés :ils doivent pouvoir fonctionner conformément aux exigences de leurs applications prévues, et s'ils se dégradent ou échouent au fil du temps, ils doivent le faire sans nuire à l'utilisateur.

Fast Radius travaille à la pointe de l'ingénierie pour fabriquer des composants critiques qui ont un impact direct sur la sécurité des consommateurs. Nos clients savent et sont convaincus que lorsqu'ils travailleront avec nous, nous fournirons des solutions pour faire avancer leur entreprise à la vitesse exigée par l'économie, tout en garantissant des pièces d'une qualité inégalée conformes aux réglementations cruciales.

Notre équipe de développement est également disponible pour vous conseiller sur les processus de conception et peut même appliquer des méthodes de fabrication innovantes aux produits existants. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer votre prochaine production.