5 mythes courants sur les coûts de l'impression 3D métal — démystifiés

Chez Stratasys Direct Manufacturing, nos ingénieurs projet reçoivent souvent la question : qu'est-ce qui affecte les coûts des commandes d'impression 3D métal ? La taille et la géométrie de la pièce affectent logiquement le prix, mais d'autres détails peuvent modifier le coût des services d'impression 3D. Parfois, des idées fausses sur la fabrication additive (FA) métal peuvent décourager designers et ingénieurs d'adopter la technologie.

Nous avons décomposé cinq idées reçues sur ce qui influence le prix des pièces métal additifs et sur quoi se concentrer pour des pièces rentables.

1. Concevoir pour le processus FA

La géométrie de la pièce est fréquemment le plus gros facteur de coût. Le design détermine la taille, la complexité et la quantité de matière nécessaire. La pratique d'ingénierie « Design for Additive Manufacturing » (DFAM) est utilisée pour simplifier et optimiser les produits pour la fabrication additive. Sans les contraintes traditionnelles, les designs complexes sont plus rentables en FA.

De plus, la géométrie influence le nombre de supports nécessaires, et la quantité de matière de support impacte le prix. Les designs avec angles auto-portants (généralement 45° ou plus) utilisent moins de supports et réduisent dépenses matière et temps de construction. Plus de supports = prix plus élevé.

L'orientation de la pièce joue aussi un rôle crucial dans le nombre de supports. Une réorientation peut réduire drastiquement la matière de support, donc les coûts. Déterminer l'orientation optimale est un équilibre entre coût et intégrité de la pièce ; par exemple, construire horizontalement sur le plan XY pour économiser pourrait entraîner perte de définition des caractéristiques, supports piégés, voire pièce inutilisable car déformée hors tolérance.

Quand on conçoit pour la FA, rappelez-vous :

• Concevoir pour la fonction avec l'impression 3D au lieu de s'inquiéter des contraintes d'outillage
• La complexité n'est pas le facteur de coût dans le processus additif
• Optimiser avec angles auto-portants (généralement 45° ou plus)
• Utiliser forme en goutte pour passages internes pour éviter les supports
• Concevoir pour performance et consolidation de pièces pour réduire le nombre de composants d'assemblage

En savoir plus sur le DFAM en téléchargeant notre guide de conception pour DMLM »

2. Choisir votre alliage métal

Autre grand facteur de coût : le matériau métal FA choisi. De l'aluminium qualité fonderie aux métaux mécaniquement avancés comme l'Inconel 718, il y a une gamme pour divers besoins. Beaucoup de métaux coûtent plus cher pour leurs propriétés de performance : résistance chimique, biocompatibilité, compatibilité oxygène liquide.

Il peut être tentant de choisir un superalliou ou métal haute résistance, mais si l'application ne sert qu'à des tests d'ajustement/fonction ou une seule opération, envisagez des matériaux plus économiques. Les métaux additifs comme l'acier inoxydable 316L et l'aluminium AlSi10Mg sont parfaits pour prototypes à moindre coût avec de bonnes propriétés thermiques et résistance.

3. Équilibrer volumes et coûts

Pour des volumes faibles (typiquement 1-1 000), l'impression 3D est une bonne option. Elle devient encore meilleure si chaque pièce est personnalisée. Un mélange élevé de pièces par sérialisation ou autres distinctions est plus rentable sans contraintes de fabrication traditionnelle. Développer l'outillage pour un faible volume personnalisé serait très coûteux.

Exemple : Dr Dana Piasecki et sa petite entreprise DanaMed™ ont développé un dispositif chirurgical unique, le Pathfinder™ ACL Guide. Outil façonné pour l'anatomie du genou avec 6 versions selon taille et latéralité. DanaMed a fabriqué les pièces en DMLM Nickel Alliage 718, trouvant l'impression 3D environ 97 % moins chère par pièce que le moulage par injection pour la quantité désirée.

En savoir plus sur le Pathfinder de DanaMed »

4. Opérations secondaires et post-traitement

Critiques pour la production de pièces métal additifs sont les post-traitements pour répondre aux specs clients. Avec le développement de nouvelles applications et matériaux, les capacités de post-traitement se sont étendues pour les finitions désirées et caractéristiques critiques. Certains clients craignent que les pièces métal 3D soient fragiles et nécessitent beaucoup d'opérations secondaires. Mais généralement, les pièces DMLM obtiennent d'excellents résultats avec propriétés mécaniques supérieures à la fonderie et atteignant les propriétés de forge.

Stratasys Direct propose traitements thermiques, usinage, recuit, grenaillage basique ou finition machine depuis l'état brut (250-350 μin Ra) jusqu'au poli miroir ou autre finition spécifiée. Ces opérations peuvent être nécessaires si vos pièces ont des exigences supérieures, mais certains prototypes ou composants non structurels/non porteurs peuvent ne pas nécessiter de post-traitement. Mieux vaut évaluer si le post-traitement est nécessaire ou si une pièce brute suffit pour économiser.

En savoir plus sur le post-traitement disponible pour pièces DMLM »

5. Inspection et assurance qualité

Les pièces fabriquées additivement peuvent être lourdement scrutées dans une entreprise commençant à intégrer la FA. Pour apaiser les inquiétudes internes, designers et ingénieurs peuvent opter pour plus d'inspections et qualifications que nécessaire. Une inspection à 100 % peut être nécessaire, mais souvent l'échantillonnage statistique et les facteurs critiques pour l'inspection peuvent alléger les coûts QC.

L'inspection et la qualification sont des opérations coûteuses, surtout car elles allongent les délais. Nous suggérons à chaque client d'évaluer quel type d'inspection est nécessaire pour son application. Si certaines inspections qualité peuvent être requises selon l'industrie et l'application, toutes ne sont pas nécessaires pour de petits prototypes fonctionnels.

Quand vous êtes prêt à lancer votre projet DMLM, gardez ces cinq points à l'esprit et consultez un ingénieur projet pour assurer le meilleur équilibre entre performance de la pièce et coûts.