À quoi s'attendre pendant le processus de fabrication additive (AM)

Alors que l'impression 3D à partir d'un fichier CAO pour un prototype non fonctionnel est un processus de fabrication relativement simple, se lancer dans un projet de développement de produit entièrement nouveau - du concept à la production - peut être plus difficile, surtout si vous utilisez une technologie de fabrication additive peu familière. .

Comprendre le processus d'impression 3D

Le processus d'impression 3D diffère des processus de fabrication traditionnels en ce qu'il implique l'ajout progressif de matière à une pièce. En revanche, l'usinage CNC est un processus soustractif, puisque les pièces sont formées par l'enlèvement de matière d'une pièce avec un outil de coupe, et le moulage par injection implique l'injection d'une quantité de thermoplastique fondu dans une chambre de moule préformée.

La technologie 3D présente de nombreux nouveaux défis procéduraux. Le volume de construction des imprimantes 3D, par exemple, peut nécessiter que les pièces soient divisées en plusieurs versions pour l'assemblage post-traitement, tandis que la chaleur générée lors de l'extrusion du matériau peut entraîner la déformation de certaines pièces. De même, certaines technologies d'impression 3D impliquent des considérations de production :la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), par exemple, laisse des lignes de couche sur les pièces qui peuvent affecter l'apparence, et le processus HP Multi Jet Fusion (MJF) implique un processus de refroidissement et de nettoyage, post-impression.

En gardant ces facteurs à l'esprit, vous pouvez rendre votre projet de fabrication additive (FA) plus fluide et plus efficace en sachant à quoi vous attendre lorsque vous démarrez la production. À cette fin, nous avons élaboré un guide étape par étape du processus de fabrication additive, comprenant une comparaison des approches de conception de produits additifs et un diagramme de flux de travail mettant en évidence la décision impliquée dans chacune.

Trois approches du processus de fabrication additive

Bien que les détails procéduraux spécifiques aux pièces et aux produits varient, il existe trois catégories générales dans lesquelles les projets de fabrication additive entrent :

• Approche A :Production et prototypage rapides

Exemple : Vous avez un fichier CAO approuvé pour un prototype ou une pièce existe déjà — et vous devez recevoir la pièce dans les 30 heures.

• Approche B :Modifier une conception existante pour l'optimiser pour la FA

Exemple : Vous produisez actuellement cette pièce par moulage par injection, mais pensez pouvoir simplifier votre chaîne d'approvisionnement et éliminer les coûts d'entreposage en utilisant la fabrication additive pour la produire à la demande.

• Approche C :Concevoir une nouvelle pièce ou un nouveau produit à partir de zéro pour la production avec la technologie additive

Exemple : Vous avez un concept pour une nouvelle pièce que vous souhaitez produire avec la FA pour l'une des deux raisons suivantes :Il n'est pas possible de produire la pièce avec des méthodes de fabrication héritées L'économie de la FA est favorable à la production de volumes faibles à moyens

Quelle approche de fabrication additive me convient ?

La conception d'une nouvelle pièce à partir de zéro pour la fabrication additive offre la meilleure opportunité de maximiser à la fois les performances et les avantages en termes de coûts. Bien que cela puisse prendre plus de temps, commencer par une "page vierge" est un moyen d'optimiser pleinement la pièce en utilisant les principes de conception pour la fabrication additive (DFAM).

La majorité des projets que nous gérons chez Fast Radius entrent dans la deuxième catégorie :la modification d'une conception existante pour l'optimiser pour la FA. Dans ce scénario, une entreprise produit déjà une pièce avec des méthodes de fabrication traditionnelles et cherche à passer à la production additive.

Dans les deuxième et troisième approches, le fichier initial sera vérifié pour une production à grande échelle en fonction de vos besoins, ce qui peut nécessiter un processus complet d'approbation des pièces de production (PPAP). Après cela, les commandes ultérieures deviennent un processus de production simple et rapide. L'un des avantages importants de l'utilisation d'un fournisseur de FA comme Fast Radius est que nous pouvons accélérer le cycle de production et livrer vos pièces parfois dès le lendemain.

Le processus de fabrication additive :étapes et décisions

Les trois approches décrites ci-dessus couvrent différents processus de développement de produits. Nous avons décrit les étapes clés et les points de décision de ces processus dans le diagramme de flux de travail ci-dessous. N'oubliez pas :quelle que soit la catégorie à laquelle appartient votre projet proposé, vous aurez besoin d'une assistance de bout en bout de la part de votre fournisseur de FA pour vous assurer que vos pièces sont fabriquées et livrées avec le niveau de qualité, de fiabilité et de performances dont vous avez besoin.

Le processus de modification d'une pièce existante pour la fabrication additive

Étape 1 :Identifiez les pièces présentant une analyse de rentabilisation solide pour la production de FA

Si vous souhaitez qualifier une pièce existante pour la fabrication additive de qualité production, votre première étape doit être de vous assurer qu'il existe une analyse de rentabilisation solide pour le faire.

C'est une bonne idée de trouver une entreprise, comme Fast Radius, qui peut travailler avec vous pour identifier les pièces qui conviennent au processus de fabrication additive d'un point de vue commercial. Les pièces de rechange à fort taux de rotation sont ici de bons candidats :alors que la pièce d'origine peut être fabriquée par moulage par injection, il est possible de fabriquer des pièces de rechange aux mêmes normes de performance avec des technologies additives. Et, comme l'additif vous permet de commander des quantités de pièces uniques, vous pouvez également éliminer les coûts d'entreposage et adopter des programmes d'inventaire "jamais en rupture de stock".

Étape 2 :Concevez votre pièce

Lorsque des pièces de rechange sont modifiées pour la production AM, la géométrie de la pièce finie doit être conçue pour s'intégrer parfaitement dans un assemblage existant.

Dans ces cas, le véritable travail de conception ne consiste pas à apporter des modifications importantes à la forme de la pièce, mais à effectuer des modifications de conception mineures pour optimiser la production additive - et à s'assurer que la pièce finie respecte les dimensions critiques requises. Tout au long des itérations de conception, si la pièce est hors tolérance même pour une dimension critique (c'est-à-dire la dimension linéaire d'un clip ou d'un espace), vous devrez reconcevoir ou réorienter la pièce pour obtenir une dimension stable. Essentiellement, cela signifie commencer par la conception existante et effectuer l'ingénierie inverse requise pour la qualifier pour la production additive.

Étape 3 :Sélection du matériau et du processus

Avant la production, vous devrez identifier les matériaux acceptables pour votre application, puis comparer les technologies de FA capables de produire des pièces avec ces matériaux.

Commencez par les exigences de performance dont votre pièce a besoin (module, résistance à la traction, résistance à la compression, etc.), puis considérez l'environnement dans lequel votre pièce sera utilisée (exposé aux éléments, à l'intérieur d'un compresseur, etc.). Utilisez ces facteurs pour générer une liste de matériaux appropriés, puis comparez les avantages et les défis de vos technologies AM disponibles.

Lorsque plusieurs processus et matériaux sont acceptables pour une application, votre partenaire de production peut imprimer des échantillons de pièces fabriqués avec chacune de ces technologies et vous laisser déterminer celui que vous préférez pour une production à grande échelle.

Étape 4 :Conception et tests de production itératifs

Une fois que vous avez choisi une liste de matériaux et de processus acceptables, le processus d'ingénierie de production peut commencer.

Il est important que vous compreniez et intégriez à la fois les variables du processus d'impression 3D lorsque vous atteignez le niveau de précision dimensionnelle, de performance et d'apparence dont vous avez besoin pour une production à grande échelle. Plusieurs itérations peuvent être nécessaires pour atteindre la sortie souhaitée, cependant, une fois que vous avez une pièce qui répond à vos exigences, vérifiée par toute inspection ou test nécessaire, toutes les informations de production seront compilées dans un package numérique contenant tout le nécessaire pour fabriquer vos pièces ; chez Fast Radius, nous appelons cela le package de construction. Le package de construction contient toutes les informations nécessaires sur les paramètres d'impression, les considérations de post-traitement et d'emballage dont vous aurez besoin pour vous assurer que votre pièce est produite et livrée exactement comme prévu. Ces informations concerneront des facteurs tels que :

• Conception de la structure de support
• Prise en charge des outils de suppression
• Paramètres de finition de surface
• Temps de durcissement
• Instructions de gabarit et de montage

Tous ces détails représentent un moyen de concevoir un échec hors du processus de fabrication additive. Le package de construction compose essentiellement les paramètres nécessaires pour permettre à toute personne d'une entreprise comme Fast Radius d'imprimer la pièce de manière fiable, n'importe où dans le monde.

Étape 5 :Production à la demande et exécution globale

Une fois votre pièce approuvée, elle sera prête à être produite à la demande et livrée dans le monde entier.

La fabrication à la demande est un avantage clé de la production AM. Essentiellement, il vous permet de stocker numériquement vos pièces jusqu'à ce que la demande nécessite une production, éliminant ainsi le besoin d'entreposer physiquement un large inventaire de pièces de rechange à vendre et à distribuer au fil du temps. Chez Fast Radius, nous avons maximisé cet avantage d'efficacité et stocké à la fois vos fichiers de pièces et leurs ensembles d'outils virtuels associés dans notre entrepôt virtuel.

La conception et la production de pièces d'utilisation finale pour la fabrication additive sont itératives. Si, à un moment donné, la pièce ne répond pas aux attentes du client (en termes de performances, de précision dimensionnelle ou d'apparence), le processus de développement du produit peut être arrêté afin que les ingénieurs puissent identifier le point de défaillance et trouver un moyen de le concevoir.

Démarrez le processus dès aujourd'hui

Où que vous en soyez dans le processus de conception de la fabrication additive, Fast Radius peut fournir l'assistance de bout en bout et l'expertise en conception additive dont vous avez besoin pour faire passer votre idée à travers la ligne d'arrivée. Contactez notre équipe dès aujourd'hui pour commencer.

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