Les fabricants sont toujours à la recherche des meilleurs moyens d'optimiser la production, de réduire les coûts et d'améliorer les résultats de leurs pièces et produits. Parmi les différentes méthodes de fabrication, deux sont très importantes: la fabrication additive et la fabrication soustractive. Les deux sont devenus des moyens d'accélérer le prototypage, mais au fil du temps, ils ont été de plus en plus utilisés dans la fabrication de pièces finales. Comment fonctionnent ces processus de fabrication? Quelle est la différence? Et quel est le meilleur choix pour les besoins de fabrication de votre entreprise? Voici ce que vous devez savoir.
La fabrication additive
Dans la fabrication additive, la matière est ajoutée couche par couche pour former un objet solide tridimensionnel à l'aide d'ordinateurs et d'imprimantes 3D. Les matériaux couramment utilisés comprennent la poudre et le liquide, et peuvent produire des pièces en plastique, en métaux et plus encore. La fabrication additive est bien adaptée à la production de produits personnalisables, de pièces spécialisées et de pièces très complexes ou complexes.
Voici quelques types populaires de technologies additives:
Extrusion de matériau
Dans ce processus, un matériau thermoplastique est chauffé à son point de fusion et extrudé à partir d'une buse pour créer les couches de l'objet tridimensionnel souhaité sur la plaque de construction. La modélisation par dépôt fondu est un exemple d'extrusion de matériau et est le processus le plus couramment utilisé en impression 3D.
Jet de matière
Le jet de matière est un procédé d'impression à jet d'encre dans lequel un matériau photoréactif liquide est déposé sur la plaque de construction et est ensuite durci avec de la lumière UV.
Jet de liant
Le jet de liant alterne le dépôt de deux matériaux, une poudre et un liant, couche par couche pour créer la structure solide. L'objet est ensuite retiré de la poudre non liée une fois l'impression terminée.
Lamination des feuilles
La stratification des feuilles empile et stratifie des feuilles de matériau comme le plastique, le papier ou le métal couche par couche. Ce processus est rapide et peu coûteux, ce qui le rend bien adapté aux prototypes basse fidélité.
Photopolymérisation de cuve
Ce processus utilise une cuve de résine photopolymère liquide qui est sélectivement durcie par la lumière UV. La stéréolithographie (SLA) utilise cette technique et a été la première technologie d'impression 3D brevetée.
Fusion sur lit de poudre
La fusion sur lit de poudre utilise un laser ou un faisceau d'électrons pour fusionner le matériau en poudre et est généralement utilisée pour les pièces en plastique ou en métal. Ce processus comprend les technologies de fusion par faisceau d'électrons, de frittage thermique sélectif et de fusion multi-jets.
Dépôt d'énergie dirigé
Le dépôt d'énergie dirigé utilise une buse montée sur un bras multi-axes pour fondre et déposer le matériau. Ce processus utilise généralement des métaux dans des poudres ou du fil.
Fabrication soustractive
Dans la fabrication soustractive, la matière est progressivement retirée d'un bloc solide pour former un objet tridimensionnel à l'aide d'ordinateurs et de robotique. Le matériau peut être coupé, percé, alésé, fraisé, ébréché ou fondu en fonction des résultats souhaités et de la technologie utilisée. La fabrication soustractive est généralement utilisée pour produire des pièces et des produits robustes à grand volume.
Voici quelques types populaires de technologies soustractives:
Usinage à commande numérique par ordinateur (CNC)
L'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est un processus dans lequel les tâches sont préprogrammées dans un logiciel informatique, puis livrées aux outils et aux machines de l'usine pour découper le bloc de matériau d'une manière précise et tridimensionnelle afin de fournir l'objet souhaité. Les tâches livrées aux machines peuvent être données manuellement, mais ces derniers temps, la CNC a principalement assumé ce travail.
Usinage par décharge électrique (EDM)
L'EDM est une méthode de fabrication dans laquelle l'énergie thermique est utilisée pour éliminer la matière. Une électrode émet une décharge électrique qui érode le matériau conducteur et est généralement utilisée avec des métaux comme le titane ou l'acier.
Découpe au laser
Cette méthode utilise la sortie d'un laser haute puissance pour vaporiser, fondre, brûler ou trancher les matériaux jusqu'à ce qu'ils atteignent la forme souhaitée. Les codes CNC déterminent le mouvement du faisceau laser pour créer des coupes continues et définir l'objet en cours de production.
Découpe au jet d'eau
La découpe au jet d'eau utilise un jet d'eau à haute puissance pour couper le matériau et peut fonctionner avec de l'eau seule (jet d'eau pure) pour couper des matériaux plus tendres qui ne peuvent pas résister à des températures plus élevées, comme le caoutchouc ou le bois, ou il peut également être combiné avec un abrasif substance (jet abrasif) pour couper des matériaux plus durs comme les métaux ou la pierre.
Différences clés entre la fabrication additive et soustractive
La fabrication soustractive et la fabrication additive présentent toutes deux leur part d'avantages en fonction du projet en cours. La fabrication soustractive a joué un rôle prépondérant au fil des ans lorsqu'il s'agit de fabriquer des prototypes de haute qualité ou des pièces produites en série, en particulier en métal. La fabrication additive a cependant évolué rapidement et est de plus en plus utilisée que jamais, en particulier en ce qui concerne la fabrication à la demande et la personnalisation de masse, pour lesquelles elle est beaucoup plus adaptée. C'est également le choix optimal pour les pièces en plastique et les prototypes.
Certaines différences clés entre les deux comprennent:
Contrôle du poids et de la densité
Dans la fabrication soustractive, l'objet final aura la même densité que le bloc solide d'origine de matière première à partir duquel il a commencé, ce qui fonctionne bien pour créer des pièces robustes. Avec la fabrication additive, cependant, les fabricants ont la possibilité de créer des pièces évidées et de contrôler le poids de l'objet souhaité.
Complexité de la conception
La fabrication additive est connue pour sa capacité à générer des pièces complexes qui ont repoussé les limites des possibilités de conception. La fabrication soustractive est également capable de produire des formes complexes mais n'offre pas à peu près le même niveau de liberté de conception que la fabrication additive.
Déchets
La fabrication soustractive repose sur l'élimination de la matière en vrac pour atteindre un objet souhaité, cependant, cela peut produire une quantité substantielle de déchets car des copeaux inutilisables, de la poussière, des déchets restent encore une fois l'objet terminé. La fabrication additive réduit considérablement ce type de déchets, car elle n'utilise généralement que la quantité de matériau nécessaire.
Potentiel de personnalisation
La fabrication soustractive est mieux adaptée pour fabriquer un volume élevé de la même pièce ou du même produit, tandis que la fabrication additive est mieux adaptée à la fabrication de pièces uniques ou en petites séries pouvant être personnalisées en fonction des clients ou de situations spécifiques.
Coûts et espace
Auparavant, la fabrication soustractive était globalement un processus moins coûteux, mais les prix de la fabrication additive ont chuté au fur et à mesure de son développement et de son accessibilité. Les deux méthodes nécessitent un équipement spécialisé et une formation. L'usinage CNC nécessitait généralement un atelier ou un espace dédié pour utiliser l'équipement nécessaire, où les imprimantes 3D varient en tailles et en prix, des imprimantes de bureau compactes aux grandes imprimantes industrielles. En utilisant un service d'impression 3D comme Shapeways, les coûts de démarrage de l'équipement et la formation ne sont plus des barrières à l'entrée dans l'utilisation de la fabrication additive.
Comprendre les différences fondamentales entre les processus de fabrication additive et soustractive vous permettra de sélectionner le service de fabrication le mieux adapté à votre produit unique.
En tant que leader de l'industrie de la fabrication additive, nos experts en impression 3D sont là pour vous aider avec vos besoins de fabrication.
La fabrication post-additive ou soustractive: quel est le meilleur? est apparu en premier sur le blog Shapeways.