L'impression 3D est un processus très avantageux pour créer des prototypes et des produits tangibles, révolutionnant l'efficience et l'efficacité des méthodes de production. Cette technologie a considérablement influencé l'évolution du monde vers processus de prototypage rapide en production de masse.
Par conséquent, il est crucial d'explorer les applications, les avantages et les méthodes d'utilisation de l'impression 3D pour les lignes de production de masse.
Les avantages de l'utilisation de l'impression 3D pour la production de masse
En matière de production de masse, l'impression 3D apparaît comme une technique supérieure, offrant de nombreux avantages. Ci-dessous, nous soulignons les raisons qui font de l'impression 3D le choix préféré des fabricants.
Délai de mise sur le marché plus rapide grâce à l'outillage rapide
Le monde de la fabrication est très concurrentiel et le temps nécessaire pour atteindre le marché peut être un facteur décisif dans le succès d'une entreprise. Cela signifie que le processus de fabrication choisi doit être en mesure de livrer un grand nombre de produits dans un court laps de temps. Une augmentation du temps de production et de livraison améliorera la disponibilité du produit de l'entreprise sur le marché et lui donnera un avantage concurrentiel.
Parmi les procédés de fabrication utilisés dans le prototypage rapide, l'impression 3D permet de produire les prototypes nécessaires pour vérifier les défauts et fournir les conditions du produit réel. L'impression 3D en volume ne se limite pas à la fabrication des produits eux-mêmes, mais également à la fabrication d'entités qui peuvent aider dans d'autres processus de fabrication. Par exemple, les fabricants peuvent utiliser le processus pour fabriquer des moules d'injection imprimés en 3D, ce qui facilite la production de masse de moulage par injection.
Flexibilité pour changer rapidement ce que vous faites
Dans la chaîne de production d'impression 3D, les fabricants peuvent facilement modifier tout ce qu'ils fabriquent en cas d'erreur ou de nécessité de changement. Cette caractéristique est importante dans la production par lots car elle permet aux fabricants de créer des prototypes grâce auxquels ils peuvent vérifier les défauts, analyser les fonctions des pièces et faire d'autres choses en fonction du type de prototype avec lequel ils travaillent. Par conséquent, il est facile pour le concepteur de changer les choses lorsqu'il détecte une erreur.
La possibilité de personnaliser les produits
La performance et l'esthétique sont les exigences de base de toute entreprise en pleine croissance. La performance est en termes de qualité du produit, tandis que l'esthétique est d'attirer les clients. Les performances et l'esthétique dépendent de la personnalisation des produits. Parmi les différents procédés de prototypage rapide utilisés récemment, l'impression 3D de production est la plus adaptée à la personnalisation.
Selon les commandes, vous pouvez retarder ou augmenter la production. Vous pouvez également exiger un changement dans la conception des pièces de production imprimées en 3D s'il existe une demande pour un nouveau type de produit. Différents types de matériaux disponibles pour l'impression 3D rendent également la personnalisation très facile.
Matériaux d'impression 3D pour pièces de production de masse
Dans l'impression 3D, les matériaux sont divisés en trois catégories, chacune englobant divers matériaux avec des caractéristiques et des propriétés distinctes adaptées à différents produits. Voilà quelque matériaux couramment utilisés au sein de chaque catégorie.
Polymères plastiques
Les plastiques sont les matériaux les plus couramment utilisés dans le processus de production d'impression 3D. Avec lui, il est possible de fabriquer des produits tels que des jouets imprimés en 3D, des appareils ménagers, des ustensiles de bureau, des vases, etc. La popularité des matières plastiques est due à des caractéristiques telles que la fermeté, la flexibilité, la douceur et l'option de couleur, améliorant encore leur utilisation. dans les pièces industrielles imprimées en 3D. Nous avons une liste des types courants de polymères plastiques que vous pouvez utiliser.
Acide polylactique (PLA)
L'acide polylactique/PLA est un plastique écologique fabriqué à partir de produits naturels et connu pour sa biodégradabilité. Il se présente sous deux formes : douce et dure, ce qui montre leur force. Le PLA dur est le type le plus courant dans la production de masse en raison de sa dureté, de sa résistance et de sa durabilité.
Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)
Le matériau ABS ou plastique LEGO est un polymère plastique connu pour sa résistance, sa fermeté et sa flexibilité. L'ABS a de nombreuses couleurs, ce qui en fait un matériau d'impression 3D courant pour la fabrication de tickers et de jouets, de bijoux et de vases.
Si vous avez besoin d'un filament imprimé en 3D et que vous vous souciez de choisir les matériaux entre PLA et ABS, consultez l'article sur notre site Web.
Polycarbonate (PC):
Le polycarbonate/PC est un polymère plastique approprié pour les imprimantes 3D avec une conception de buse à haute température. Il est courant dans la production en série en raison de sa résistance élevée, de sa ténacité, de ses propriétés d'isolation et de sa résistance à la chaleur et aux chocs. Le matériau convient à la fabrication de produits électriques et de télécommunication.
Polyamide (nylon)
Le polyamide ou le nylon est un matériau populaire en raison de sa résistance, de sa flexibilité et de la façon dont il permet un haut niveau de détail dans les produits imprimés. Le matériau est couramment utilisé pour l'impression de produits tels que attaches, petites voitures et figurines.
Résines
Les résines ne sont pas aussi largement utilisées que d'autres matériaux dans l'impression 3D en raison de leurs limites inhérentes en termes de flexibilité et de résistance. Ces matériaux subissent un processus de durcissement lorsqu'ils sont exposés à la lumière UV et sont disponibles en différentes options de couleur. Mais voici les trois principales catégories de matériaux en résine couramment utilisés en impression 3D :
Résine très détaillée
Ce type de résine a une surface lisse et fournit des détails complexes sur les petits modèles. Ce sont les matériaux parfaits pour tester les conceptions.
Résine à peindre
Ces types de résine ont un attrait esthétique qui les rend adaptés à la fabrication de produits avec des détails faciaux rendus.
Résine transparente
C'est le plus fort des trois et convient à de nombreux produits. Il convient aux modèles qui doivent avoir une surface lisse et un aspect transparent.
Les métaux
Il s'agit des deuxièmes matériaux d'impression 3D les plus populaires. Ils sont utilisés par frittage laser direct de métaux (DMLS) ou par fusion laser sélective (SLM). Dans l'impression 3D, les métaux sont utilisés sous forme de poussière. La poussière est d'abord chauffée jusqu'à ce qu'elle soit dure afin d'éviter la coulée. Par conséquent, il est possible d'utiliser directement la poussière. Le processus de finition de surface peut ensuite être effectué. Les métaux sont des matériaux de fabrication additive courants en raison de leur résistance et de leur durabilité, et les plus courants sont les suivants :
- Acier inoxydable : Pour un produit qui entre en contact avec de l'eau.
- Bronze : Pour vases et autres luminaires.
- Or : bagues, bracelets et autres formes de bijoux imprimés en 3D.
- Nickel : Monnaies.
- Aluminium : Pour les métaux fins imprimés en 3D.
Procédés de fabrication additive pour la production de masse
La fabrication additive est le nom de production industrielle de l'impression 3D, qui permet la création d'un objet de complexité variable en réalisant des couches de matériaux. Contrairement à la fabrication traditionnelle, ils sont efficients, efficaces et fiables. Voici quelques procédés de fabrication additive :
Jet de liant
Le procédé de jet de liant utilise un matériau en poudre et un liant qui agit comme un adhésif pour déposer un liant liquide sur les particules de poudre, couche par couche. Le processus de fabrication additive a de nombreuses applications industrielles, telles que les pièces aérospatiales, les dispositifs médicaux, composants automobileset plus encore.
Dépôt d'énergie directe
Le dépôt direct d'énergie est compatible avec de nombreux matériaux tels que la céramique, les métaux et les polymères. Le processus consiste à faire fondre des matériaux et à les fusionner au fur et à mesure qu'ils se déposent. Le mécanisme est plus courant dans la réparation et la reconstruction.
Extrusion de matériaux
Il s'agit d'un processus de fabrication additive courant par lequel une buse chauffée extrude les matériaux nécessaires. Le lit se déplace verticalement tandis que la buse se déplace horizontalement. Les agents de liaison ou les mécanismes de contrôle de la température peuvent adhérer aux couches formées les unes par les autres.
Fusion sur lit de poudre (FBP)
Il s'agit d'un procédé de fabrication additive métallique. Il tire parti du laser, de la chaleur ou un faisceau d'électrons pour faire fondre ou fusionner des matériaux en poudre ensemble pour former une pièce tridimensionnelle solide.
Lamination des feuilles
Il comprend deux méthodes. D'une part, la fabrication d'objets laminés (LOM) convient à la fabrication de produits avec du papier et de l'adhésif alternatifs ayant des attraits visuels. D'autre part, la fabrication additive par ultrasons (UAM) peut assembler des métaux tels que l'aluminium, l'acier inoxydable et le titane en utilisant soudage par ultrasons.
Polymérisation en cuve
Il s'agit d'utiliser une cuve de résine photopolymère liquide pour créer un objet couche par couche. Des miroirs sont ensuite utilisés pour durcir des couches successives de résine par photopolymérisation.
Fil Arc Fabrication Additive
Ce processus de fabrication additive construit des produits à l'aide de sources d'alimentation et de manipulateurs de soudage à l'arc. Le processus est officiellement connu sous le nom de dépôt à l'arc et utilise principalement du fil comme source de matériau.
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Applications de l'impression 3D à la production de masse
L'impression 3D pour les masses devient un terme courant en raison des avantages pour les entreprises et les consommateurs en général. Actuellement, il existe de nombreuses applications du procédé. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns dont vous pourriez avoir un aperçu.
Adidas et Carbon : produire en masse des baskets
Adidas utilise la technologie Digital Light Synthesis (DSL) de Carbon pour imprimer une semelle en forme de treillis en 20 minutes environ. Le DSL est idéal pour créer la structure en treillis dans les semelles, ce qui rend la semelle confortable, légère et flexible. La structure permet également à la chaussure de mieux répondre au mouvement de la jambe de l'athlète, générant ainsi un meilleur effet d'amorti et une meilleure stabilité.
Technologie d'alignement : production de masse, impression 3D et personnalisation
Align Technology a su combiner la personnalisation, la production de masse et l'impression 3D pour fabriquer des aligneurs sur mesure Invisalign. L'entreprise utilise des machines SLA de 3D Systems pour concevoir le moule du plateau, qui est entièrement réalisé sur mesure avant d'être thermoformé.
Chanel : des brosses à mascara high-tech en impression 3D
En 2018, Chanel, en collaboration avec Erpro 3D Factory, réalise la brosse à mascara Volume Révolution. Le produit a été fabriqué à l'échelle industrielle, Erpro 3D Factory affirmant avoir imprimé en 3D 17 millions de pièces depuis 2017 avec 15 machines qui fonctionnent quotidiennement. La fabrication additive a ensuite été introduite pour réduire la consommation de temps et les coûts, ce qui a amélioré la vitesse de production et la conception des brosses.
Formlabs : écouvillons de test COVID-3 imprimés en 19D
Au début de la pandémie de coronavirus, Formlabs a utilisé l'impression 3D pour fabriquer un écouvillon nasal autoclavable et biocompatible. Grâce à l'impression 3D, ils ont pu produire à une cadence répondant aux besoins du pays.
Photocentric : des vannes d'impression 3D pour lutter contre la pandémie
Photocentric lors du début de la pandémie de coronavirus a également utilisé l'impression 3D dans la production de masse de valves compatibles avec les appareils respiratoires. Ils ont utilisé trois imprimantes 3D à résine, capables d'imprimer plus de 600 vannes en une nuit et 40,000 3 par semaine. Cela montre la capacité des imprimantes XNUMXD à être performantes en termes d'urgence.
Conclusion
L'impression 3D est un processus de prototypage rapide connu pour sa précision, sa facilité d'utilisation et sa capacité à fabriquer des produits complexes. L'impression 3D utilise la production de masse a atteint le devant de la scène avec des entreprises telles qu'Adidas, Formlabs et Chanel, etc., employant le processus dans leur entreprise pour stimuler les ventes et atteindre un client plus large. À partir de là, vous connaîtrez les avantages de la production de masse de l'impression 3D dans le monde moderne et comment vous pouvez penser comme des entreprises appliquant le principe dans leur entreprise.
QFP
Contrairement à d'autres méthodes, l'impression 3D est plus abordable pour la production à faible volume. Il est également moins cher pour la production à grand volume. De plus, il ne nécessite pas de coût de démarrage, contrairement au moulage par injection.
Oui, l'impression 3D est plus rapide que la plupart des processus de prototypage traditionnels et rapides. Par exemple, par rapport au moulage par injection, il n'est pas nécessaire de créer des moules à injection qui sont importants pour le processus de moulage.
Oui, l'impression 3D est une méthode appropriée pour fabriquer des produits en masse. Son utilisation peut être basée sur ses méthodes ou basée sur l'aide aux concepteurs pour utiliser un autre procédé de prototypage rapide sans effort et moins coûteux (par exemple, il convient à la fabrication de moules à injection utilisés dans le moulage par injection). La production de masse de l'impression 3D est désormais courante dans des entreprises telles qu'Adidas, Chanel, etc.
