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L’industrie du moulage et l’impression 3D : applications clés

L’industrie du moulage et l’impression 3D : applications clés

in Nouvelles

Quelles sont les possibilités offertes aujourd’hui par les outils de fabrication additive et comment peuvent-ils être utilisés pour être plus compétitifs ? Quels sont les avantages et comment la mise en œuvre de ces technologies peut-elle influencer le flux de travail ?

Aujourd’hui, lorsque l’on parle de fabrication additive ou d’impression 3D, on la décrit souvent comme une alternative future aux moyens de production traditionnels. Un avenir dans lequel tout sera fabriqué par impression 3D.

Toutefois, si nous ne voyons dans la 3D qu’un outil permettant de produire des pièces à grande échelle dans un avenir plus ou moins lointain, nous laissons de côté des applications importantes qui peuvent déjà être réalisées dans le présent. La fabrication additive s’avère déjà être un outil très utile dans le secteur du moulage : il est intéressant d’explorer ses diverses applications et technologies pour améliorer votre propre flux de travail.

Le fait qu’aujourd’hui la fabrication additive ne soit pas toujours utilisée directement pour la production des pièces finales ne signifie pas qu’elle ne puisse pas jouer un rôle important dans le développement de la pièce.

Applications possibles de l’impression 3D dans l’industrie du moulage

Il existe différentes technologies et de nombreux matériaux : chaque technologie d’impression 3D est un outil doté de caractéristiques et de capacités différentes, chacune ayant un mode de fonctionnement différent qu’il faut connaître pour réaliser les pièces qui répondent à l’objectif recherché.

Nous allons examiner ci-dessous quelques-unes des applications possibles. Le choix de l’outil le plus approprié pour le réaliser dépendra de l’utilisation prévue et potentielle de l’équipement.

Prototypage
Production directe de pièces finales
Équipement
Moules 3D
Eggshell
Avantage clé : réduction du cycle de conception

Prototypage

Le prototypage est l’une des principales fonctions de la fabrication additive depuis ses débuts, initialement appelée “prototypage rapide”. L’obtention de pièces sans l’utilisation d’outils a réduit le temps et les coûts de développement, mais ce n’est pas seulement un avantage pour les concepteurs. Disposer d’une représentation physique de l’objet à produire avant la création du moule et de l’équipement nécessaire à sa fabrication est également utile pour le développement de ces outils. Dans de nombreux cas, la production est externalisée et réalisée dans différentes parties du monde. La capacité de la 3D à pouvoir éditer un fichier, l’envoyer et être capable de fabriquer directement la pièce en quelques heures partout dans le monde améliore le flux de travail, l’efficacité et la communication entre les entreprises.

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Optimisation du volume d’impression

Production directe de pièces finales

Grâce à la flexibilité offerte par l’impression 3D, à une meilleure connaissance des technologies additives et à d’importantes améliorations techniques, il existe aujourd’hui de plus en plus de propositions de pièces finales directement imprimées en 3D.

Pouvoir offrir des solutions pour la production de préséries, de petits lots ou même de pièces de rechange imprimées en 3D à la fin du cycle de vie d’un produit représente une grande opportunité pour les entreprises fournissant des services de moulage par injection, car cela peut augmenter leur portefeuille de services, leur permettant de maintenir et d’élargir leur base de clients. Pensez, par exemple, à l’avantage de pouvoir offrir à un nouveau client potentiel une présérie imprimée en 3D en attendant la production à grande échelle. L’impression 3D permet également de réaliser une production à petite échelle de manière rétrospective, sans avoir à stocker et archiver les moules et les équipements (espace de stockage, maintenance, mise en place et MOQ).

 

Quelles imprimantes 3D peuvent être utilisées pour cette application ?

Formlabs : Fuse 1

3D Systems : Figure 4

Pour un usage interne

Une application très intéressante de l’impression 3D est la fabrication d’équipements, et donc l’obtention d’outils plus légers, plus simples et moins chers. Dans de nombreux cas, l’impression 3D peut être utilisée pour fabriquer des outils qui simplifient et améliorent l’expérience de travail et qui, en raison de leur coût et de leur complexité, n’étaient pas fabriqués.

Les jauges d’inspection, les pièces de rechange pour les machines, les outils pour l’assemblage et les chaînes de montage, les dispositifs de contrôle pour les MMT, les pinces et les éjecteurs pour les bras robotique ou encore les outils ergonomiques, ne sont que quelques-unes des applications possibles avec l’impression 3D.

À partir d’un fichier CAO, grâce à la fabrication additive 3D, il est possible de créer facilement des géométries complexes, de les imprimer en quelques heures et d’obtenir directement en interne un composant prêt à être installé : c’est un avantage concurrentiel pour toute entreprise. En outre, les assemblages sont plus propres, plus rapides et plus simples, ce qui réduit le nombre de composants et le poids de l’ensemble.

Quelles imprimantes 3D peuvent être utilisées pour cette application ?

MarkforgedX7 et Metal X

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Clamp

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Ventouses sur pièce moulée avec conduit interne

Moules imprimés en 3D

Comme cela a déjà été souligné, l’impression 3D est très polyvalente car la pièce imprimée est réalisée directement à partir du fichier CAO et ne nécessite pas d’outillage. Mais tous les matériaux ne sont pas disponibles, et toutes les géométries et tous les volumes ne sont pas réalisables.

 

Par exemple, il est possible d’utiliser des pièces imprimées en 3D pour vérifier une conception, mais pour poursuivre la validation, vous pouvez avoir besoin d’une série de pièces fabriquées directement avec la technologie et le matériau qui seront utilisés dans la production finale. Que ce soit pour des préséries, des petits lots, un lot personnalisé ou simplement pour être plus flexible dans la conception et les essais, l’impression 3D d’un moule peut accélérer et rendre accessibles de nombreux processus.

 

Il existe plusieurs technologies qui permettent l’impression 3D de moules, et chacune d’entre elles utilise une approche différente. Il est donc important de savoir comment ces moules seront utilisés, quelles caractéristiques ils doivent avoir et à quelles exigences ils doivent répondre.

 

Il existe des résines capables de résister à des températures comprises entre 200 et 300ºC, qui permettent aux moules d’impression 3D de fabriquer un nombre limité de pièces, avec une réduction du temps et du coût qui en font des outils très polyvalents pour la réalisation de prototypes ou de petites séries.

 

Nous ne pouvons pas non plus négliger les moules en métal. Grâce à la possibilité de réaliser des géométries complexes et à la liberté géométrique inhérente à la 3D, il est possible de fabriquer des pièces avec des conduits et des géométries internes complexes, avec des canaux de refroidissement conformes à l’intérieur du moule. Lorsque l’on compare les coûts de production, il est important de tenir compte de la plus grande efficacité de ce type de moule.

Quelles imprimantes 3D peuvent être utilisées pour cette application ?

3D Systems : ProJet 2500 Plus et DMP Flex 500

Formlabs : Form 3

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Section en métal moulé avec conduit interne

Eggshell, un nouveau concept

Il existe une application dérivée des moules. Il s’agit de l’impression en 3D d’un premier moule suivie de l’injection ultérieure de silicone, dit Eggshell. Le premier moule estensuite  cassé après l’injection pour retirer la pièce. Il s’agit d’une combinaison de plusieurs concepts : l’impression 3D d’un moule et l’impression 3D d’un modèle sacrificiel (bijouterie/fonderie).

Parmi les avantages de cette application: elle permet d’encapsuler des composants, de réaliser des boîtiers et des couvertures de protection, d’utiliser différents matériaux de différentes duretés, ce qui est très utile pour réaliser, par exemple, des dispositifs d’étanchéité.

Quelles imprimantes 3D peuvent être utilisées pour cette application ?

3D Systems : Figure 4

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Moule imprimé en Eggshell à côté de la pièce finale

Réduire le cycle de conception, le principal avantage

Les pièces présentées ont été conçues et produites avec les bons outils et un design adapté à la technologie utilisée.

 

Toutes les applications mentionnées ci-dessus sont d’une grande valeur et, si elles sont bien utilisées, conduisent à une réduction du cycle de conception, ce qui permet une production plus rapide, encourage l’innovation et stimule le travail.

L’impression 3D a l’avantage de pouvoir être utilisée dans de nombreuses autres applications et d’offrir de nombreux autres avantages, à condition de bien connaître la technologie. Il est important de prévoir une période d’apprentissage, de formation et d’adaptation, mais les avantages de travailler avec les bons outils compensent largement cet engagement. L’utilisation de la fabrication additive offre des capacités de fabrication polyvalentes : production directement à partir de fichiers CAO, possibilité de modifier facilement la conception et de la personnaliser, liberté géométrique, réduction du poids, réduction du nombre de composants ou d’assemblages. Elle permet une production à la demande. Elle encourage l’innovation, en réduisant les délais, les coûts et les goulots d’étranglement. De plus, à moyen terme, la fabrication additive aura un impact majeur sur la logistique, grâce à sa capacité à “téléporter” des objets.

Il existe une multitude de domaines dans lesquels la fabrication additive peut être utilisée. De plus en plus d’entreprises s’intéressent à l’impression 3D. 3DZ est un consultant expert des principales technologies d’impression 3D sur le marché et peut aider votre entreprise à choisir la solution la plus adaptée. Vous voulez savoir comment ? Demandez l’avis de l’un de nos experts pour évaluer la faisabilité de votre application.

Pour en savoir plus, contactez-nous pour découvrir quelle technologie répond le mieux à vos besoins.

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