L'impression 3D est une technologie de fabrication avancée pour pièces complexes, il peut créer des pièces couche par couche en même temps. Cette méthode présente divers avantages par rapport aux techniques de fabrication traditionnelles telles que Usinage CNC, moulage par injection ou moulage sous pression. Bien que l'impression 3D ne puisse pas remplacer les méthodes traditionnelles, il existe de nombreuses applications que l'impression 3D peut fournir une production rapide avec haute précision forment des matériaux fonctionnels.
La rapidité
L'impression 3D en tant que méthode de fabrication additive présente l'un des principaux avantages de la rapidité. Il peut produire des pièces complexes en quelques heures à partir d'un fichier CAO. Cet avantage est le vérification et développement rapides des idées de conception. Comme par le passé, il faudra des jours ou des semaines pour obtenir un prototype, la fabrication additive peut fournir un vrai modèle aux concepteurs en quelques heures. Alors que les imprimantes 3D prendront plus de temps pour imprimer des pièces, la capacité de production de pièces finales fonctionnelles à faible ou moyen volume offrira un gain de temps par rapport aux techniques de fabrication traditionnelles. Comme le délai d'exécution du moulage par injection est d'au moins des semaines.
Fabrication en une étape
La plus grande préoccupation de chaque concepteur est de savoir comment produire une pièce de la manière la plus efficace. Dans les technologies de fabrication traditionnelles, il y a un grand nombre d'étapes à suivre, l'ordre de ces étapes affecte la qualité finale et la fabricabilité de la conception.
Pour un support en acier personnalisé, les méthodes de fabrication traditionnelles commenceront par un modèle CAO. Une fois la conception confirmée, les matériaux en acier seront découpés en profilés de taille appropriée, puis serrer ces profilés en position et les souder pour former le support un par un. Polir les soudures pour obtenir une bonne finition de surface, percer un trou à la position appropriée. Enfin, le support est sablé, apprêté et peint pour une meilleure apparence.
Alors que les machines de fabrication addictives peuvent terminer cela en une seule étape, il n'y a aucune interaction sous forme d'opérateur dans le processus de fabrication. Une fois la conception CAO terminée, il nous suffit de la télécharger sur la machine et de l'imprimer en une seule étape pendant quelques heures. Cela peut réduire la dépendance à différentes méthodes de production et fournir un meilleur contrôle des produits finaux.
Coût
Le coût de fabrication peut être divisé en 3 catégories : coût de fonctionnement de la machine, coût des matériaux, coût de la main-d'œuvre. L'impression 3D à faible volume de production est très compétitive par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Il est moins cher que d'autres méthodes alternatives pour la production de prototypes avec vérification de la forme et de l'aptitude, telles que le moulage par injection. À mesure que le volume augmente, les techniques traditionnelles deviennent de plus en plus rentables et les coûts d'installation élevés sont justifiés par une production en plus grand volume.
Coût de fonctionnement de la machine
La technologie d'impression 3D consommera une quantité d'énergie pour produire une seule pièce, mais pour les pièces aux géométries complexes, elle donnera lieu à une efficacité et à un délai d'exécution plus élevés. Dans ce processus, le coût d'exploitation de la machine a la plus faible contribution au coût global.
Coût matériel
Le coût des matériaux varie considérablement pour les différentes technologies d'impression 3D. Les bobines de filament pour les imprimantes FDM de bureau sont de $25 par kg, tandis que la résine pour l'impression SLA est de près de $150 par litre. Le matériau pour la fabrication additive est difficile à faire une comparaison quantifiante avec les méthodes traditionnelles. Le coût des matériaux est la principale contribution au coût de production de la pièce.
Coût du travail
L'impression 3D a le coût de main-d'œuvre le plus bas dans le processus de fabrication. À l'exception de la post-opération, le travail majeur des opérateurs consiste à appuyer sur un bouton de l'imprimante 3D. Ensuite, la machine suivra un processus automobile pour terminer la production de pièces. Par rapport aux méthodes traditionnelles, où des machinistes et des opérateurs hautement qualifiés sont nécessaires, le coût de la main-d'œuvre pour l'impression 3D est presque nul.
Conception complexe
L'impression 3D n'a presque aucune restriction, une fois comparée au processus de fabrication traditionnel, car les composants sont produits couche par couche. Les exigences de conception telles que le projet d'ange, les contre-dépouilles et l'accès aux outils ne sont pas appliquées dans la conception d'impression 3D. Bien qu'il existe certaines restrictions sur la fonction de taille minimale, la plupart des limitations concernent l'optimisation de l'orientation de l'impression, la réduction de la dépendance au support et la probabilité d'échec. Cela augmentera la liberté de conception et permettra la création de géométries complexes.
Personnalisation
L'impression 3D permet non seulement une plus grande liberté de conception, mais également une conception de personnalisation complète. Comme l'impression 3D actuelle produit toujours une seule pièce à la fois, c'est le moyen le plus approprié pour une production unique. Ce concept est largement appliqué dans le domaine médical et dentaire, comme les prothèses personnalisées, les implants et les aides dentaires. La fabrication additive permet une production unique rentable de pièces personnalisées.
Durabilité
L'impression 3D n'utilisera qu'un volume de matériau approprié pour produire une pièce. Dans la plupart des processus, les matières premières peuvent être recyclées et réutilisées dans la prochaine production, il y a donc très peu de déchets de matériaux. Alors que les méthodes de fabrication soustractives, telles que le fraisage ou le tournage CNC, supprimeront une quantité de matériaux des blocs bruts. Il en résulte un volume élevé de déchets de matériaux.
Atténuation des risques
Un prototype défectueux coûtera du temps et de l'argent au concepteur, un petit changement dans les moules ou les méthodes de fabrication aura un impact significatif sur le coût final. L'impression 3D permet de produire des prototypes avant d'investir dans des équipements coûteux tels que moules, gabarits. Afin de vérifier la conception et d'éliminer le risque, renforcez la confiance avant la production en série à grande échelle.