En 2018, sur le territoire de l'UEC - Entreprise de construction de machines de Moscou nommée d'après V.V. Chernysheva a commencé la création d'un centre de haute technologie pour la technologie additive / Photo: rostec.ru
Votre entreprise de fabrication, laboratoire, bureau d'études ou institut de recherche a-t-il déjà une idée générale des possibilités des technologies additives et réfléchit à la question de leur mise en œuvre? Dans cet article, nous vous dirons quels facteurs doivent être pris en compte lors de l'organisation d'un centre de technologie additive dans une entreprise, par où commencer, quelles technologies choisir en fonction de tâches spécifiques, comment sélectionner et former des spécialistes.
Tout d'abord:
1. Nous déterminons les secteurs et types d'entreprises où les technologies additives seront indispensables
Les industries les plus prometteuses pour l'introduction de l'impression 3D sont celles qui privilégient l'optimisation ou la création de nouveaux types de produits: les industries aérospatiale, nucléaire et pétrolière et gazière, l' ingénierie , l'énergie, la construction navale, ainsi que l' automobile , l'architecture et la médecine. Dans les industries de la fonderie et du travail des métaux, les imprimantes 3D seront une solution efficace pour créer des modèles de fonderie, des prototypes et des outils.
La numérisation et la modélisation en trois dimensions trouveront application partout où le contrôle de la qualité et la rétro-ingénierie sont effectués (voir la section 4).
Les technologies 3D sont en demande dans les organisations suivantes:
- bureaux de conception et d'expérimentation dans les entreprises développant de nouveaux types de produits;
- centres technologiques avec production pilote;
- instituts et centres de recherche;
- les universités travaillant directement avec les entreprises manufacturières.
2. Comment puis-je comprendre si mon entreprise a vraiment besoin de la technologie 3D?
Oui, il est logique d'appliquer les innovations là où elles apportent des avantages. Avant de prendre une décision, il est important de considérer:
- Il n'y a pas de [technologie additive] universelle (https://blog.iqb-tech.ru/3d-printing-technologies) qui pourrait résoudre tous les problèmes de production avec une efficacité maximale.
- Chaque technologie 3D présente des avantages et des inconvénients.
- Lorsque vous choisissez une imprimante 3D et / ou un scanner 3D, vous devez poursuivre vos tâches.
L'impression 3D aujourd'hui ne prétend pas remplacer les méthodes traditionnelles. La fabrication additive est intégrée dans le processus de production existant et propose des solutions souvent inaccessibles aux technologies traditionnelles afin de raccourcir le cycle de production et, par conséquent, de réduire considérablement le temps et les coûts.
Le principal point à prendre en compte: l'impression 3D ne convient que pour la production pilote, expérimentale ou à petite échelle. Votre entreprise en aura besoin si les objectifs suivants sont fixés:
- développement et production d'un nouveau produit aux propriétés uniques;
- R&D
- prototypage, test, test de solutions technologiques;
- optimisation / modernisation des produits, possible uniquement grâce à des technologies additives (géométrie complexe, [réduction de poids] (https://blog.iqb-tech.ru/slm-asco-case), parois minces, canaux internes, etc.).
Une limitation distincte peut être la taille de l'appareil photo pour la construction d'une imprimante 3D (cela dépend de la technologie et du fabricant).
Si les méthodes traditionnelles fournissent les performances souhaitées, si vous n'avez pas besoin de développer de nouveaux produits, d'optimiser leur conception et d'améliorer les caractéristiques des produits, il n'est pas pratique d'organiser un centre additif.
Un centre pour les technologies additives hybrides a été créé sur la base de l'Université de Samara, où la technologie de fusion laser sélective est utilisée, suivie d'un traitement mécanique, électrochimique et thermique / Photo: sgpress.ru
3. Nous sélectionnons la technologie d'impression 3D pour certaines tâches
Le choix de la technologie additive dépend entièrement de ce que vous souhaitez obtenir en sortie. Vous devrez tenir compte des paramètres suivants: taille du produit, précision d'impression, résistance et durabilité du produit, objectif (prototype, modèle de démonstration ou produit fini).
Considérez les technologies et matériaux additifs de base utilisés, leurs principaux avantages et inconvénients.
Vous pouvez maintenant choisir la technologie d'impression 3D appliquée aux tâches de production (vous pouvez avoir besoin de plusieurs installations additives travaillant sur différentes technologies):
- Prototypage fonctionnel et test: SLA, SLS, MJP, FDM.
- Prototypage, production d'échantillons de démonstration: SLA, SLS, FDM.
- Contrôle ergonomique, test de collecte des produits: SLA, MJP / photopolymère
- Production de produits finaux en plastique: SLA, SLS, FDM.
- Production de pièces métalliques finies d'ensembles et d'ensembles et de structures complexes (y compris lorsque la tâche d'optimisation du produit est de réduire le poids, combiner des pièces de plusieurs éléments en tout métal, etc.): SLM.
- Création de master models pour la coulée de précision, moules pour équipements industriels: SLS, MJP / cire.
- Création de master models pour la coulée sur modèles brûlables: SLA, MJP / photopolymère.
- Fabrication d'outillage rapide: SLA, FDM.
- Réalisation d'expériences: SLA, MJP / photopolymère.
4. Vous aurez également besoin d'une numérisation 3D
Un scanner 3D et un logiciel pour traiter les données reçues sont des outils nécessaires pour une entreprise moderne. La numérisation 3D peut être utilisée à n'importe quelle étape de la gestion du cycle de vie du produit, ce qui permet de réduire le temps et les coûts au stade du développement et d'accélérer le lancement du produit sur le marché.
Marqueur de l'atelier de modèles de l'usine de construction de voitures de Tikhvin, Daniil Zhidkov crée un modèle tridimensionnel de moulage à l'aide du scanner 3D Creaform HandySCAN 3D. Ce scanner 3D portable vous permet de créer un modèle de la pièce lorsqu'il n'y a pas de tailles et de dessins à portée de main, ce qui facilite grandement le travail des concepteurs / Photo: tvsz.ru
À l'aide d'un scanner 3D et d' un logiciel spécialisé, vous pouvez résoudre plus efficacement les tâches suivantes:
- contrôle de la géométrie des produits et équipements, contrôle des entrées et sorties;
- rétro-ingénierie pour la modernisation, la réparation, la restauration de pièces;
- obtenir un modèle CAO.
Les appareils de numérisation 3D offrent une précision de l'ordre de 20 à 50 microns par mètre. Si ces paramètres de précision ne vous conviennent pas, continuez à utiliser des machines à mesurer tridimensionnelles. Cependant, en termes de vitesse de mesure, de portabilité et de coût, les scanners 3D laissent loin derrière la MMT.
5. Nous planifions le budget
Les prix d'installation additive varient de mille et demi d'euros (FDM) à plusieurs millions d'euros (SLM), pour les scanners 3D - de 20 à 130 milliers d'euros.
Le coût final de l'imprimante dépend de la configuration de l'équipement sélectionné et de nombreux autres facteurs, il est donc difficile de nommer les numéros au stade initial de l'organisation du centre des additifs. De plus, vous devez prendre en compte les coûts associés ( matériaux pour l'impression 3D , équipements supplémentaires, consommation d'énergie, etc.).
6. Vérifier le fonctionnement de la technologie 3D avant d'acheter de l'équipement
Vous voulez pré-tester la solution à vos problèmes? Au iQB Technologies Rapid Prototyping Center, vous pouvez commander des services de test pour l'impression 3D avec de la cire, des photopolymères et du gypse, ainsi que la numérisation 3D et la modélisation 3D. Il est possible pour les spécialistes disposant d'un scanner 3D portable de se rendre dans les entreprises de toute la Russie.
7. Équipement supplémentaire
Selon le type d'installation additive, un équipement supplémentaire peut être nécessaire. Par exemple, pour les imprimantes SLA, vous avez besoin d'une caméra UV, où le produit fini durcit. Les équipements les plus sophistiqués sont les imprimantes 3D métalliques , qui nécessitent:
- four à moufle pour soulager la tension résiduelle des métaux;
- sieste, scie à bande ou EDM pour retirer les supports;
- chambre de microbillage ou de sablage pour le post-traitement du produit et l'amélioration de la qualité de la surface.
Après avoir sélectionné des imprimantes 3D, avec nos experts, vous pouvez savoir quel équipement supplémentaire est nécessaire.
8. Exigences particulières pour le fonctionnement des imprimantes 3D
Les locaux et les conditions d'exploitation peuvent avoir des exigences particulières, par exemple, fournir la bonne quantité d'électricité et de climatisation. Les exigences les plus strictes s'appliquent aux systèmes d' impression 3D avec des métaux - il est nécessaire de respecter les mesures de sécurité (assurer l'étanchéité pendant le fonctionnement de la machine, travailler dans des vêtements de protection) en raison du danger de poudres métalliques qui frittent dans un environnement de gaz inerte.
Voici un exemple d'exigences standard pour une imprimante 3D métallique:
- tension de 3 phases 380 V, mode de fonctionnement de consommation 7 kW, en pointe jusqu'à 12 kW;
- alimentation en gaz inerte de la machine (3-5 cylindres);
- système de climatisation dans la pièce (de 18 à 23 ° C), de manière optimale - en mode de séchage à l'air;
- compresseur ou conduite avec alimentation en air comprimé 4 atmosphères;
- eau de process pour le lavage des filtres et produits.
L'entreprise ODK-Saturn Rybinsk, qui fait partie de United Engine Corporation, utilise activement des technologies additives dans la production de moteurs à turbine à gaz / Photo: rostec.ru
9. Nous formons des spécialistes du centre de technologie additive
Les employés du laboratoire additif sont le concepteur et l'opérateur de l'imprimante 3D, leur nombre dépend de la composition de l'équipement et de la quantité de travail. Si un opérateur suffit pour les systèmes d'impression 3D professionnels, alors pour les industriels (SLA, SLS, SLM), au moins deux spécialistes qualifiés seront nécessaires, car le coût des temps d'arrêt de ces équipements est très élevé.
Il est optimal si l'opérateur et le constructeur sont des personnes différentes. Le concepteur conçoit des produits pour la fabrication additive dans des logiciels spécialisés et comprend comment appliquer les méthodes appropriées, et l'opérateur est plus un technologue, il incarne la vision du concepteur dans le produit fini. Dans le même temps, l'opérateur d'une imprimante 3D doit être une personne créative, un spécialiste de l'enseignement technique supérieur, qui aime étudier et se passionne pour l'innovation. Une qualité d'impression élevée peut être obtenue en sélectionnant correctement les paramètres de l'imprimante. Cela peut être une tâche assez difficile: dans les machines SLM, par exemple, 170 paramètres ouverts peuvent être modifiés pendant le processus de construction.
Dans notre centre de formation, vous pouvez être formé pour travailler sur des imprimantes 3D industrielles en 3-4 jours. Des programmes de formation sur la numérisation 3D et des logiciels de base pour le traitement des données de numérisation (Geomagic Control X / Design X / Wrap ) et la préparation de modèles pour l'impression ( Materialise Magics ) sont également disponibles. Il existe également des programmes complets étendus pouvant durer jusqu'à 12 jours.
Conclusion
Nous espérons que cet article vous aidera à décider du choix des technologies 3D et à prendre des mesures supplémentaires pour créer un laboratoire d'additifs.
Nous avons constaté que l'impression 3D ne convient qu'à la production pilote, expérimentale ou à petite échelle, principalement dans les industries de haute technologie. Les technologies additives optimiseront le processus de production lors du développement de nouveaux types de produits ou de l'amélioration de l'assortiment actuel, de la création de prototypes et d'équipements. La numérisation 3D permet de réduire le temps et les coûts au stade du développement lors des tâches de contrôle qualité et de rétro-ingénierie.