4 conseils d'experts pour la conception avec la fabrication additive métal

La fabrication additive métal est excitante pour les nouvelles choses qu'elle rend possibles. Elle a déjà aidé à créer des pièces plus légères pour des avions plus efficaces en carburant et amélioré la vie de patients avec des implants médicaux personnalisés. Le marché croît aussi, avec des analystes prédisant que l'additif métal produira 228 milliards $ de composants dans la prochaine décennie.

La promesse de l'additif métal est claire mais pas nécessairement facile à réaliser, en partie parce que la conception pour l'additif métal a une courbe d'apprentissage raide. L'industrie manufacturière n'a pas accumulé des décennies de connaissance fonctionnelle comme nous en avons pour les processus soustractifs traditionnels. De plus, la conception pour l'additif métal a un ensemble différent de règles que la conception pour l'additif à base de polymère.

Se familiariser avec la conception d'additif métal prend du temps et des efforts. Notre équipe d'ingénieurs d'application chez Fast Radius a une connaissance approfondie de première main sur le sujet. Nous avons compilé nos quatre meilleures règles de conception pour l'additif métal pour vous aider à démarrer.

1. Comprendre l'ensemble des matériaux

Les processus d'additif métal tombent en deux catégories basées sur le processus de densification qu'ils utilisent : fusion/solidification par fusion ou densification à l'état solide. Les processus basés sur la fusion ressemblent au soudage traditionnel dans la façon dont ils lient les matériaux, tandis que les processus à l'état solide ressemblent au frittage traditionnel. Les matériaux utilisés pour chaque processus additif sont similaires à ceux utilisés dans leurs analogues traditionnels, et ils sont généralement bons pour les mêmes types d'applications. Il y a beaucoup de chevauchement ; les deux méthodes utilisent la même famille d'aciers inoxydables, par exemple. Il est important de noter, cependant, que les matériaux se comporteront différemment selon la technologie que vous utilisez.

En choisissant la bonne méthode pour votre projet, vous devez évaluer non seulement les types de matériaux disponibles, mais aussi comment le processus d'impression affectera les propriétés de votre pièce finale. La bonne nouvelle est que dans certains cas vous pourriez être capable de tirer parti de la conception additive — peut-être en consolidant des éléments ou en créant des géométries complexes — pour faire votre pièce avec un matériau qui ne rencontrerait pas vos exigences dans les processus traditionnels.

2. Planifier et concevoir pour le post-traitement

L'additif métal peut être délicat. Même si cela ressemble à ce que votre pièce s'imprimera parfaitement, elle pourrait finir par échouer si vous négligez de concevoir pour le post-traitement, donc vous devez prendre des précautions spéciales. Beaucoup de processus d'additif métal impliquent de la poudre, donc vous devez concevoir pour l'élimination de la poudre ou risquer l'échec quand la poudre s'agglomère pendant le traitement thermique. Dans certains cas, surtout en créant des pièces creuses, vous pourriez devoir faciliter le drainage de la poudre en ajoutant des trous à votre conception.

Avec la technologie d'additif métal à lit de poudre, votre pièce forme un lien fort avec la plaque de construction et doit être enlevée, ce qui peut poser des défis de conception. Par exemple, l'électroérosion par fil peut être une bonne option pour séparer la pièce de la plaque, mais vous pourriez avoir besoin de concevoir un dispositif pour empêcher la pièce de s'endommager quand elle est détachée. Les pièces faites avec l'additif métal nécessitent généralement un ajustement pour rencontrer les exigences finales après qu'elles sortent de l'imprimante, donc assurez-vous que votre conception prend le post-traitement en compte.

3. Essayez de rendre votre conception autoportante

Généralement, vous devriez toujours viser à minimiser les porte-à-faux et la dépendance aux structures de support lors de la conception pour l'additif. Cette recommandation est encore plus cruciale pour le métal. À cause de la façon dont les processus d'additif métal fusionnent les couches les unes sur les autres, les porte-à-faux peuvent sortir déformés ou mal finis si l'angle à la plaque de construction est trop petit. Les structures de support ne sont pas toujours une solution idéale aux problèmes de porte-à-faux parce qu'elles gaspillent du matériau et leur retrait peut compromettre la stabilité et la finition de votre pièce.

Il n'y a pas de règle générale pour déterminer quand un porte-à-faux nécessite un support. Chaque technologie d'additif métal est différente et peut supporter des porte-à-faux à différents angles. Les porte-à-faux supportés par chaque méthode devraient être un facteur déterminant clé dans le choix d'un processus pour votre conception.

4. Préparer vos compétences pour l'additif métal

L'additif métal est encore dans les stades relativement précoces d'adoption, mais le marché mûrit rapidement. Construire une expertise maintenant rendra votre entreprise à l'épreuve du futur et vous donnera un avantage concurrentiel alors que la technologie devient plus accessible.

Mais l'expertise ne vient pas facilement. Comme nous l'avons décrit ici, la conception pour l'additif métal prend un ensemble de compétences différent que la conception pour la fabrication traditionnelle ou même l'additif à base de polymère. Un partenaire de fabrication expérimenté comme Fast Radius peut vous aider à choisir la bonne technologie pour votre application, préparer vos conceptions d'additif métal pour la production, et fabriquer des pièces avec précision. Une fois que vous avez été à travers le processus, vous commencerez à voir comment l'additif métal peut améliorer les produits existants et en créer de totalement nouveaux.

Prêt à essayer l'additif métal ? Contactez-nous aujourd'hui pour commencer.