Synergie fabrication additive et soustractive pour élever la qualité produit

D'ici 2026, le marché de la fabrication additive devrait grimper à un taux de croissance annuel composé de 14,4 %, totalisant 23,33 milliards de dollars. Alors que les industries continuent d'investir massivement dans ce domaine en croissance et que la technologie évolue, il est facile de voir la promesse de la fabrication additive.

La fabrication additive offre un moyen rentable de créer de petites pièces, celles aux designs complexes ou géométries complexes, ou des pièces qui ne peuvent pas être construites par moulage par injection. Les délais sont minimes et de nombreuses pièces peuvent être produites plus rapidement qu'avec d'autres méthodes. Pourtant, l'expansion du marché ne signifie pas nécessairement que les méthodes soustractives comme l'usinage CNC deviendront moins populaires.

L'industrie manufacturière, déjà confrontée à une disruption technologique à grande échelle, verra probablement un chevauchement croissant — et peut-être même une interopérabilité — entre méthodes additives et soustractives dans le processus de production. Les produits du futur ne seront pas tous imprimés en 3D, tout comme ils ne seront pas tous faits traditionnellement ; ils seront produits par des méthodes optimales qui pourront inclure une combinaison de procédés additifs et soustractifs.

Obtenir le meilleur des deux mondes

À mesure que la technologie évolue, le marché verra probablement un nombre croissant d'applications mariant méthodes additives et soustractives.

Les ingénieurs de Curtiss Motorcycle Company, par exemple, avaient un défi de taille. Ils voulaient fabriquer une moto électrique audacieuse, puissante, et sans équivalent. Ils avaient la vision, mais les précédents partenaires de fabrication ne pouvaient pas produire un prototype à temps répondant aux exigences de conception et de qualité.

Au lieu de tenter de répondre à toutes les exigences de Curtiss avec un seul procédé, l'équipe Fast Radius a recommandé l'usinage CNC multi-axes pour les grandes pièces de la moto et la fabrication additive pour les composants plus petits et géométriquement complexes. Cette approche hybride a augmenté l'efficacité opérationnelle, produit des pièces plus solides, et abouti à un meilleur produit final. En seulement 12 jours, le « Zeus 8 » est né.

Voici comment les avantages des deux capacités — et les limites de chacune — peuvent être équilibrés pour trouver la solution parfaite pour la production de pièces.

Fabrication additive, réexaminée

Si la fabrication additive a généré beaucoup d'engouement — et d'investissements en capital — ces dernières décennies, elle ne représente qu'une infime part du marché total de la fabrication. De plus, les méthodes additives présentent quelques limitations clés que les ingénieurs doivent considérer.

Par exemple, s'il y a de plus en plus de matériaux disponibles pour la fabrication additive, il n'y en a nulle part autant que pour les procédés traditionnels comme le moulage par injection et l'usinage CNC. La technologie s'améliore, mais certaines méthodes d'impression 3D ne produisent pas la résistance, la résistance à la chaleur ou la finition de surface lisse nécessaires pour les pièces critiques.

Et comme la technologie additive est relativement nouvelle, moins de matériaux ont passé les longs et rigoureux processus de certification requis pour les pièces d'industries hautement réglementées. De plus, l'économie de l'additif ne s'additionne pas toujours pour la production de grand volume.

Combler les lacunes avec la fabrication soustractive

La fabrication soustractive — comme l'usinage CNC — peut compenser certaines limitations de la fabrication additive.

Même avec des machines de grade industriel, l'impression 3D peut parfois produire des pièces à résistance et qualité non uniformes. L'usinage CNC, en revanche, produit des pièces constamment solides qui résistent aux exigences d'ingénierie strictes. Le procédé est largement utilisé dans l'aérospatiale car il permet des constructions incroyablement précises nécessaires pour se conformer aux réglementations strictes de la Federal Aviation Administration (FAA).

De plus, pour la fabrication avec les métaux, la fabrication soustractive est généralement plus efficace. Alors que les matériaux additifs métalliques sont encore limités et coûteux, les matières premières pour les méthodes soustractives sont largement disponibles et comprises. Il n'y a pas de pénurie de métaux pour l'usinage CNC capables de créer des produits aux tolérances serrées et bonnes finitions de surface.

Tout cela ne veut pas dire que la fabrication soustractive seule suffira à répondre aux demandes croissantes et complexes de marchés disruptifs. Ces méthodes ont leurs propres limitations. D'abord, les coûts de démarrage de l'usinage CNC peuvent être aussi élevés que ceux de l'impression 3D, sinon plus. Ensuite, d'un point de vue conception, l'usinage CNC impose souvent plus de limitations que l'additif. La fabrication soustractive est aussi moins efficace en matériau et moins écologique que l'additive car elle crée intrinsèquement des déchets.

Combiner les capacités pour un succès ultime

Les avantages et inconvénients des deux méthodes en font des compléments idéaux dans de nombreuses applications. À mesure que la technologie et les demandes des consommateurs évoluent, les fabricants seront chargés de développer de nouvelles méthodes intégrant à la fois techniques additives et soustractives.

Que vous construisiez la moto du futur ou essayiez de créer un produit de niche de haute qualité, il est important de garder l'esprit ouvert sur les procédés. Les méthodes de fabrication traditionnelles ont beaucoup à offrir aux ingénieurs et chefs de produit qui cherchent à construire la prochaine grande chose. Une combinaison sophistiquée de fabrication soustractive et additive peut aider les fabricants à pérenniser leurs produits les plus innovants.

Chez Fast Radius, nous sommes passionnés par l'idée d'aider les entreprises à créer les produits du futur aujourd'hui, que ce soit en prototypant une pièce unique par modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) ou en mariant méthodes additives et soustractives pour exécuter des séries de volume élevé de pièces uniformes. Nous pouvons vous aider à créer de façons que vous n'imaginiez pas possibles. Contactez-nous dès aujourd'hui.

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