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Impression 3D industrielle: la puissance et les avantages de la fabrication additive

L'histoire

Bien que tant de choses dans la vie soient complètement imprévisibles, une chose est sûre: le changement se produira. À mesure que les humains évoluent, les sociétés et les cultures deviennent plus sophistiquées et les besoins des consommateurs augmentent. Le marché mondial continue de s'adapter dans le développement, la fabrication et la vente des produits souhaités. La révolution industrielle – qui a commencé à affecter les États-Unis dans les années 1800 – a été une impulsion dans la production de masse de produits fabriqués en usine. Des usines ont ouvert dans tout le pays (et en Europe), conduisant au développement d'une main-d'œuvre entièrement nouvelle et d'économies nouvellement prospères. Les industriels étaient tous d'accord.

Avance rapide jusqu'aux années 1980, et l'attitude initiale envers l'impression 3D était soit que les ingénieurs profitaient des récompenses de sa magie intrinsèque à huis clos dans un laboratoire, soit que d'autres entreprises et investisseurs attendaient de voir ce qui se passerait lorsque les brevets seraient épuisés vers 2014. Bien que la fabrication additive ait été critiquée comme un simple battage médiatique au fil des ans, les entreprises progressistes réalisent et adoptent désormais la capacité de faire plus en termes de développement de produits, d'obtenir des résultats plus rapides et de dépenser moins de capitaux à long terme.

Il y a eu un passage enthousiaste du recours à des industries soustractives où des blocs non moulés de métal ou d'autres matériaux sont coupés, percés ou fraisés, à l'exploration des avantages de la fabrication additive où les produits sont créés couche par couche sans avoir besoin de gaspiller de grandes quantités de matériau. . Alors que l'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) est la forme la plus courante de fabrication soustractive automatisée utilisée pour diriger le perçage et le fraisage, cette technologie conventionnelle est également limitée en termes d'innovation et de capacité à créer des géométries complexes ou des structures évidées pour économiser. temps et matériaux pendant la production.

Alors que l'impression 3D commençait à s'infiltrer dans le monde industriel, le mot «révolution» est rapidement entré en jeu. La communauté très soudée chargée de concevoir de nouvelles conceptions en termes de matériel, de logiciels, de matériaux et d'open-sourcing était, comme les pionniers industriels qui les ont précédés, intéressée à bouleverser la façon dont les produits sont fabriqués et distribués.

Pourquoi exactement l'impression 3D est-elle si perturbatrice?

L'indépendance dans la fabrication et la personnalisation intense sont quelques-unes des qualités clés permettant à l'impression 3D d'être si perturbatrice, ainsi que incroyablement excitante et rafraîchissante pour tous les membres de la chaîne d'approvisionnement. Cela inclut tout le monde, des développeurs de produits aux utilisateurs finaux, qui repartent avec leurs achats. Pour les fabricants qui adoptent et investissent dans l'impression 3D, les avantages sont substantiels, à commencer par la libération des contraintes de cette dimension soustractive. En plus, l'impression 3D est si efficace qu'une imprimante peut être utilisée pour en reproduire une autre!

L'impression 3D, c'est abandonner la mentalité de l'emporte-pièce et de la taille unique pour la production industrielle. Les consommateurs bénéficient de manière spectaculaire de ces avancées; par exemple, les fabricants de chaussures sautent maintenant des années dans le futur avec une large gamme de nouveaux modèles, que ce soit pour des chaussures de course destinées aux athlètes sérieux ou des chaussures plates confortables à porter par les consommateurs à la recherche d'un ajustement facile à vivre et personnalisé. Certains des modèles de haute couture peuvent être considérés comme plus de l'art que les chaussures fonctionnelles, mais l'essentiel est qu'il existe un grand pouvoir de personnalisation pour les consommateurs et que les tailles de chaussures génériques pourraient bientôt céder la place à une nouvelle référence, car les chaussures sont conçues en fonction des spécificités de chaque porteur. pied — ainsi que d'autres besoins d'accompagnement tels que les orthèses imprimées en 3D.

Les applications traditionnelles sont renforcées avec des matériaux modernes

Bien qu'il puisse sembler que les ingénieurs se déchaînent soudainement en créant des pièces imprimées en 3D pour des applications telles que l'aérospatiale, gardez à l'esprit que des organisations comme la NASA ont mis sous couvert des technologies comme la fabrication numérique pendant des décennies. Alors que l'accès au matériel, aux logiciels et aux matériaux avancés se poursuit, voici plusieurs exemples d'industries touchées, et de manière impressionnante:

Aérospatiale – que ce soit l'impression avec frittage laser sélectif (SLS), fusion multi-jets (MJF) ou d'autres procédés, des matériaux comme le titane et d'autres alliages métalliques deviennent la norme pour cette application. Le nylon SLS convient également aux pièces aérospatiales, offrant la flexibilité souvent requise. Alors que de nombreuses pièces innovantes sont créées pour les fusées, ainsi que des composants élégants pour les intérieurs de jets, l'impression 3D est extrêmement utile pour le prototypage rapide et les tests, ainsi que la fabrication numérique de pièces de rechange au besoin (éliminant le besoin de loger inventaire ramassant la poussière et prenant de l'espace inutile et coûteux). La technologie d'impression 3D permet l'utilisation de matériaux plus durables, plus légers, et nécessite souvent beaucoup moins de pièces pour certains gros composants comme les moteurs.

Automobile – Les constructeurs automobiles sont au courant depuis des décennies en matière de fabrication additive; cependant, l'utilisation de l'impression 3D pour les pièces fonctionnelles critiques est une tendance relativement nouvelle. Alors que des ingénieurs talentueux peuvent être en mesure de prototyper presque une voiture entière, les nouveaux fabricants sur la scène commencent également à vanter des voitures composées de pratiquement toutes les pièces imprimées en 3D.

Au bénéfice des amateurs de voitures anciennes et des garages de restauration, l'impression 3D permet également de numériser des pièces anciennes qui peuvent maintenant être obsolètes. Non seulement ils peuvent être fabriqués assez facilement, mais ils peuvent également être mis à jour avec des fonctionnalités améliorées si nécessaire. Des processus tels que SLS et MJF sont souvent utilisés dans les applications automobiles, et Shapeways propose une variété de matériaux adaptés aux pièces automobiles hautes performances, notamment Ultrasint® PP nat 01 et Ultrasint® TPU01, et Arnite® T AM1210 (P).

Mode, chaussures, bijoux – de nombreux produits en évolution ne sont pas très réalistes ou accessibles au consommateur moyen, mais les designers d'aujourd'hui se concentrent de plus en plus sur les produits imprimés en 3D abordables et destinés à un usage quotidien. SLS a été une technologie intéressante pour la fabrication de haute couture à la limite de la 4D car elle est capable de se transformer en fonction de l'environnement du porteur, ainsi que de nouvelles techniques et matériaux spécifiques juste pour les chaussures, et une variété de processus différents pour l'impression 3D bijoux; en fait, Shapeways propose désormais plus de dix technologies d'impression différentes et plus de 75 matériaux.

Médical – une longue liste de procédés d'impression 3D et de matériaux tels que les métaux, les alliages et le polyuréthane thermoplastique sont utilisés dans le domaine médical aujourd'hui, offrant des développements fascinants destinés à bénéficier à la race humaine et à nos générations futures. Alors que le jet de liant, l'extrusion, la photopolymérisation (SLA, DLP) et bien d'autres sont actuellement en cours d'expérimentation, ainsi que la production d'une variété de modèles et d'appareils imprimés en 3D, la bio-impression est sans aucun doute l'un des domaines les plus captivants avec le potentiel d'impression 3D d'organes. . De telles avancées impliquent de réduire les listes d'attente pour les organes humains, voire de les éliminer complètement.

Les implants, les prothèses, les orthèses, etc. offrent également le potentiel d'améliorer la qualité de vie de nombreuses personnes, ainsi que de sauver des vies dans certains cas. Alors que les applications biomédicales comme les implants (souvent fabriqués à partir de matériaux comme le titane) deviennent aujourd'hui essentielles pour les applications chirurgicales, les prothèses imprimées en 3D ont eu un impact extrêmement positif pour les personnes handicapées ayant besoin d'un remplacement de membre, en particulier les enfants des pays en développement.

La chaîne d'approvisionnement industrielle est le lieu de la révolution

La plupart des marchés de consommation trouvent la gratification instantanée extrêmement satisfaisante, ce qui explique l'une des raisons pour lesquelles les sites physiques sont encore capables de gagner leur vie tout en concurrençant le monde en ligne. En termes d'impression 3D, une action d'approvisionnement en temps réel est disponible pour les fabricants et les fabricants. Si vous êtes un designer créant des prototypes et des produits fonctionnels (les créateurs de bijoux en sont un excellent exemple), vous avez la possibilité de tirer parti de l'impression 3D énormément, améliorant radicalement le processus de mise sur le marché rapide des produits. En travaillant avec Shapeways, les options de commande vous sont ouvertes 24h / 24 et 7j / 7. Dans une étude de cas récente, le designer Hanno Groen a expliqué pourquoi ils reviennent sans cesse à l'impression 3D et à Shapeways:

«Lorsque nous voulons faire fraiser un produit CNC, nous devons passer des appels téléphoniques, nous devons transférer des dessins techniques, nous devons attendre», explique Groen. «C'est la bonne chose à propos de l'impression 3D, c'est que vous pouvez la télécharger au milieu de la nuit, et vous obtenez un devis instantané. Vous pouvez pousser sur "ordre" et c'est fait. "

Des entrepôts remplis de stocks constamment stockés, surveillés et déplacés peuvent également devenir un inconvénient majeur du passé, car la chaîne d'approvisionnement devient étroitement gérée. Les pièces peuvent être imprimées en petits lots, avec des installations situées sur place ou à proximité, ce qui réduit le temps passé dans de nombreux processus traditionnels en attente de production dans un autre État ou même un autre pays. Et pour les entreprises engagées dans leurs propres processus d'impression 3D industriels, l'histoire s'améliore encore avec le potentiel de concevoir, d'imprimer, de tester des pièces, d'apporter des modifications – entièrement selon leur propre calendrier.

Alors que l'impression 3D au niveau industriel pour les pièces d'utilisation finale continue de gagner du terrain, certaines entreprises en tirent parti au maximum et investissent dans une technologie qui nécessite d'immenses ressources financières. Les utilisateurs de bureau ont la possibilité de rechercher des prix beaucoup plus bas ces jours-ci, car de nombreux fabricants se lancent dans le train en marche pour proposer une variété de matériels attrayants aux consommateurs. Bon nombre des unités les moins chères ne sont pas tout ce qu'elles sont, incapables de la perfection requise pour les composants critiques. Alors que les fabricants industriels de matériel et de logiciels continuent d'entrer sur le marché à un rythme accéléré, les options continuent de s'élargir.

En période de COVID: l'impression 3D vient à la rescousse

Il n'y a pas grand-chose à dire sur une pandémie virale responsable d'affecter des millions de personnes et de tuer des centaines de milliers de personnes, mais la communauté de l'impression 3D s'est avérée être une étoile brillante dans la grande noirceur – et d'énormes déficits de dispositifs médicaux nécessaires (tels que les ventilateurs et les pièces associées ) et les équipements de protection individuelle (tels que masques, boucliers, etc.). Alors que la chaîne d'approvisionnement de fabrication traditionnelle commençait à se déformer sous le stress des faibles approvisionnements et des fournisseurs d'externalisation tendus, des scientifiques et des membres de la communauté de l'impression 3D se sont réunis pour fabriquer les pièces indispensables. Dans certains cas, les propriétaires d'entreprise concernés se sont également concentrés sur des EPI à la demande d'impression 3D, des écouvillons nasaux pour les tests et d'autres articles nécessaires liés à la pandémie.

En savoir plus sur la technologie industrielle et les matériaux de Shapeways

Dans la fabrication industrielle moderne, de grands changements signifient généralement que les consommateurs peuvent s'attendre à de meilleurs outils et produits, et les fournisseurs et les détaillants peuvent s'attendre à une augmentation des ventes. La simplicité de tout cela est brillante – avec des récompenses se faisant connaître sur la ligne du bas.

Les clients à la recherche d'impressions 3D, que ce soit pour remplacer des pièces traditionnelles ou pour donner vie à de nouvelles innovations, découvrent une nouvelle méthode puissante pour concevoir, personnaliser et profiter de la fabrication à la demande dans de plus petits volumes selon les besoins. Tout le monde au sein de l'industrie bénéficie d'un développement avancé dans la fabrication additive, de possibilités accrues de collaborations et de partenariats, de normes plus élevées et de réglementations de plus en plus strictes, et d'une plus grande cohésion globale – pour inclure la sécurité de la propriété intellectuelle.

Cependant, pour les entreprises qui ne font que plonger leurs orteils dans l'eau ou qui ont simplement besoin d'une variété de pièces imprimées projet par projet, Shapeways est une ressource extrêmement bénéfique. Le processus de commande est intuitivement simple: choisissez simplement les meilleurs processus et matériaux pour vos produits et vos pièces seront directement mises en production.

Le post Impression 3D industrielle: la puissance et les avantages de la fabrication additive est apparu en premier sur le blog Shapeways.

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