Comment la fabrication additive et soustractive peut fonctionner ensemble pour améliorer les produits

D'ici 2026, le marché de la fabrication additive devrait monter en flèche à un taux de croissance annuel composé de 14,4 %, pour un total de 23,33 milliards de dollars. Alors que les industries continuent de consacrer plus de fonds à ce domaine en pleine 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 avec des conceptions complexes ou des géométries complexes, ou des pièces qui ne peuvent pas être fabriquées par moulage par injection. Les délais sont minimes et de nombreuses pièces peuvent être produites plus rapidement qu'avec d'autres méthodes. Néanmoins, l'expansion du marché ne signifie pas nécessairement que les méthodes soustractives telles que l'usinage CNC deviendront moins populaires.

L'industrie manufacturière, qui est déjà confrontée à une perturbation technologique à grande échelle, verra probablement un chevauchement croissant - et peut-être même une interopérabilité - entre les 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 fabriqués de manière artisanale; ils seront produits à l'aide de méthodes optimales pouvant inclure une combinaison de processus additifs et soustractifs.

Obtenir le meilleur des deux mondes

À mesure que la technologie évolue, il est probable que le marché verra un nombre croissant d'applications combinant à la fois les méthodes additives et soustractives.

Les ingénieurs de Curtiss Motorcycle Company, par exemple, avaient une tâche difficile. Ils voulaient créer une moto électrique audacieuse, puissante et différente de tout ce qu'aucun pilote n'avait jamais vu. Ils avaient la vision, mais les partenaires de fabrication précédents ne pouvaient pas produire à temps un prototype répondant à la fois aux exigences de conception et de qualité.

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

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

La fabrication additive, revisitée

Alors que la fabrication additive a généré beaucoup de buzz – et beaucoup d'investissements en capital – au cours des dernières décennies, elle ne représente qu'une petite partie du marché total de la fabrication. De plus, les méthodes additives s'accompagnent de quelques limitations clés que les ingénieurs doivent prendre en compte.

Par exemple, alors qu'il existe de plus en plus de matériaux disponibles pour la fabrication additive, il n'y a pas autant de matériaux disponibles pour les processus traditionnels comme le moulage par injection et la 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 parce que la technologie additive est relativement nouvelle, moins de matériaux sont passés par les processus de certification longs et rigoureux requis pour fabriquer des pièces pour des industries hautement réglementées. De plus, l'économie de l'additif ne s'additionne pas toujours pour une production à volume élevé.

Combler les lacunes avec la fabrication soustractive

La fabrication soustractive - comme l'usinage CNC - peut compenser certaines des limitations posées par la fabrication additive.

Même avec des machines de qualité industrielle, l'impression 3D peut parfois produire des pièces avec une résistance et une qualité non uniformes. L'usinage CNC, d'autre part, produit des pièces toujours solides qui peuvent résister à des exigences d'ingénierie strictes. Le processus est largement utilisé dans l'industrie aérospatiale car il permet les constructions incroyablement précises nécessaires pour se conformer aux réglementations strictes de la Federal Aviation Administration (FAA).

De plus, lorsqu'il s'agit de fabriquer avec des métaux, la fabrication soustractive est généralement plus efficace. Alors que les matériaux additifs métalliques sont encore limités et coûteux, les matières premières nécessaires aux méthodes soustractives sont largement disponibles et comprises. Il ne manque pas de métaux pour CNC qui peuvent créer des produits avec des tolérances serrées et de bonnes finitions de surface.

Tout cela ne veut pas dire que la fabrication soustractive suffira à elle seule à répondre aux demandes croissantes et complexes de marchés perturbés. Ces méthodes de fabrication ont leurs propres limites. Tout d'abord, les coûts de démarrage de l'usinage CNC peuvent être aussi élevés que ceux associés à l'impression 3D, voire plus. De plus, du point de vue de la conception, l'usinage CNC s'accompagne souvent de plus de limitations que d'additifs. La fabrication soustractive est également moins efficace en matière de matériaux et respectueuse de l'environnement que la fabrication additive, car elle crée intrinsèquement des déchets.

Combiner les capacités pour un succès ultime

Les avantages et les inconvénients des méthodes de fabrication additive et soustractive 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 qui intègrent à la fois des techniques additives et de soustraction.

Que vous construisiez la moto du futur ou que vous essayiez de créer un produit de niche de haute qualité, il est important de garder l'esprit ouvert en ce qui concerne le processus. Les méthodes de fabrication traditionnelles ont beaucoup à offrir aux ingénieurs et chefs de produits qui cherchent à créer la prochaine meilleure 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 d'aider les entreprises à créer les produits du futur aujourd'hui, qu'il s'agisse de prototyper une pièce unique grâce à la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) ou de marier des méthodes additives et soustractives pour exécuter des volumes élevés de pièces uniformes. Nous pouvons vous aider à créer d'une manière que vous ne pensiez pas possible. Contactez-nous aujourd'hui.

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