L'impression 3D au-delà du prototypage : L'accélération de l'adoption de la fabrication additive est une responsabilité qui incombe à l'ensemble de l'industrie

Si vous me demandiez maintenant "Jurgen, quel est l'état de l'industrie de la fabrication additive aujourd'hui", ma réponse serait très positive. À bien des égards, elle n'a jamais été aussi forte.

Mais il est également vrai que notre industrie peut encore aller beaucoup plus loin. Il ne s'agit pas seulement du nombre de sociétés qui adoptent la technologie, mais aussi de l'usage qu'ils en font et du moment où ils l'utilisent. La bonne nouvelle, c'est que l'impression 3D est déjà bien connue et bien établie. Les sociétés savent de quoi il s'agit et quels sont les avantages qu'ils en retirent. Ils savent pourquoi l'utiliser - ils se demandent maintenantcomment passer à l'étape suivante.

• Comment intégrer pleinement l'impression 3D dans ma chaîne de production ? 
• Comment trouver d'autres pièces candidates ? 
• Comment passer du prototypage à la production en série ?

Ces trois questions constituent l'un des principaux obstacles à l'adoption généralisée de la FA, et il y a fort à parier que vous vous les êtes déjà posées. Vous savez peut-être que vous avez besoin de l'expertise de la FA, mais vous avez du mal à l'implémenter en interne. Vous savez peut-être que l'impression 3D a beaucoup à offrir, de la liberté de conception aux avantages économiques et à la chaîne d'approvisionnement, mais vous ne savez pas comment repérer les applications appropriées. Et même ceux qui l'utilisent depuis longtemps peuvent avoir du mal à passer à l'étape suivante, à savoir l'augmentation de la production, du prototypage à la petite série et au-delà.

Et c'est vraiment la prochaine étape. Malgré la sensibilisation à ses avantages, l'impression 3D est encore synonyme de prototypage, mais elle peut être bien plus que cela. Notre responsabilité au sein de l'industrie de la FA est de mettre en lumière cette situation, d'éduquer les fabricants sur ce qui différencie ces deux applications et d'aider à changer la perception que beaucoup ont encore en mettant en évidence les cas qui prouvent qu'elles sont prêtes pour la production en série. Ensuite, c'est à vous, en tant que fabricant, de faire confiance à la technologie et de montrer votre volonté d'être un pionnier dans votre domaine.

Permettez-moi donc de commencer. Qu'est-ce qui distingue le prototypage de la production en série et comment passer de l'un à l'autre ?

En apparence, c'est très évident. Les prototypes sont des impressions uniques, le plus souvent fonctionnelles. Vous imprimez, vous testez, vous remodelez et vous recommencez jusqu'à ce que vous soyez satisfait. Dans la production en série, vous imprimez la même pièce plusieurs fois par lots, mais il y a une distinction très importante. L'impression d'une pièce dans une série de 100 est très différente de l'impression d'une pièce 100 fois - ce qui les différencie vraiment, c'est lecontrôle.

Lorsque vous imprimez une pièce en 3D, vous générez ses propriétés pendant la production. Tout, de la densité à la précision dimensionnelle, est influencé par le processus, ce qui le rend tout aussi important que le matériau que vous choisissez, et le niveau de répétabilité entre les constructions est quelque peu mal compris. Il n'y a pas de copier-coller entre les impressions et l'obtention de la cohérence exigée par les fabricants n'est pas automatique. Un contrôle minutieux des processus est nécessaire pour garantir la répétabilité, la traçabilité et la fiabilité dont ils ont besoin.

Pour satisfaire à ces trois exigences et passer à la production en série, il faut s'attendre à une certaine transition technique : travailler dans le cadre d'un processus NPI, suivre des contrôles de qualité et de processus minutieux et, dans certains cas, s'appuyer sur des lignes de production AM dédiées. J'aimerais détailler un peu plus chacun d'entre eux.

Commençons par le processus NPI. Les détails exacts peuvent varier d'un fournisseur d'impression 3D à l'autre, mais l'idée est la même : faire passer une idée du concept à la production à l'échelle. En règle générale, vous et votre fournisseur de fabrication additive travaillerez ensemble pour déterminer et fixer les exigences du projet, évaluer la faisabilité de votre conception et sélectionner la combinaison optimale de matériaux, de technologies et de finitions. Après avoir identifié les besoins de développement spécifiques - prenons l'exemple d'une finition de surface nettoyable - ils valideront la conception par quelques séries de production, fournissant ainsi toutes les données nécessaires pour passer à la production en série.

Les contrôles de qualité et de processus entrent en jeu tout au long de ce développement, et ils sont cruciaux. Sans entrer dans les détails, on peut généralement s'attendre à ce que cela couvre la validation du processus, y compris la qualification de l'installation (QI), la qualification opérationnelle (QO) et la qualification des performances (QP), ainsi que toute la documentation pertinente sur le processus. Les certifications telles que ISO 9001, ISO 13485, EN 9100 et toute autre qualification spécifique à l'industrie dont vous avez besoin en tant que fabricant auront également un impact sur tout cela.

Mais le plus important est peut-être la communication qui en découle. Les fournisseurs d'impression 3D peuvent vous fournir toute la documentation dont vous avez besoin pour satisfaire votre industrie. Ils sauront également vous informer directement s'ils apportent des modifications au processus qui pourraient avoir une incidence sur la forme, l'ajustement ou la fonction de votre pièce.

Bien entendu, tout projet comporte deux volets. J'aime à penser que l'impression 3D est collaborative. En tant que prestataire de services, nous apportons notre expertise en matière d'impression 3D, tandis que le client apporte son expertise dans son secteur et ses produits. En combinant ces connaissances, nous pouvons obtenir les meilleurs résultats et faire progresser l'adoption, mais cela nécessite également de la confiance et de la transparence de la part du client, ainsi qu'une volonté de changement.

Ce changement d'état d'esprit nécessaire se compose de deux éléments principaux. Tout d'abord, il s'agit de la manière dont vous abordez la conception et les fournisseurs potentiels d'impression 3D. Il est important que vous connaissiez vos besoins dès le départ, y compris les caractéristiques qui doivent être cohérentes dans chaque pièce que vous imprimez. En fournissant ces informations à l'avance, vos partenaires peuvent s'assurer que les contrôles sont en place pour chaque tirage, ce qui n'est pas le cas pour le prototypage, sauf demande expresse.

Mais avant d'en arriver là, il est important de comprendre la différence que peut faire la conception pour la fabrication additive (DfAM). Vous pouvez déjà tirer profit de l'impression 3D lorsque vous produisez une petite série, par exemple, mais les véritables avantages apparaissent lorsque vous adaptez votre conception à l'impression 3D. Comme pour toute autre technologie, il est possible de réduire considérablement les coûts ou d'augmenter la valeur si l'on conçoit des produits adaptés à la technologie utilisée. Savoir comment réduire le poids, augmenter la résistance, intégrer des fonctionnalités, imprimer des pièces complexes en une seule fois et combiner l'impression 3D avec des techniques traditionnelles - et bien d'autres choses encore - peut avoir un impact considérable.

Le secteur doit veiller à ce que vous disposiez des outils et des possibilités d'apprentissage nécessaires pour acquérir ces connaissances. À mon avis, il s'agit d'une condition préalable au deuxième grand changement de mentalité : comprendre où la fabrication additive s'inscrit dans votre structure de production et veiller à ce que la technologie soit au centre de vos préoccupations tout au long du processus de développement de vos produits. Plutôt que d'être considérée comme une niche ou une nouveauté que l'on sort lors d'occasions spéciales, l'impression 3D doit être envisagée et évaluée comme n'importe quelle technologie traditionnelle lorsque l'on réalise un prototype ou que l'on envisage de revoir la conception d'une pièce existante. En effet, dans le meilleur des cas, l'impression 3D est complémentaire : elle n'est pas tout ou rien, mais coexiste avec les technologies que vous connaissez et utilisez déjà.

L'objectif de l'industrie doit être d'aider les fabricants comme vous à aller encore plus loin, jusqu'à ce que vous puissiez envisager en toute confiance d'utiliser la FA pour la production en série dès le départ, lorsque l'application s'y prête.

Cela me ramène à la grande question : comment ? Dans le titre de cet article, j'ai dit que l'accélération de l'adoption est une responsabilité qui incombe à l'ensemble du secteur, et ce parce qu'il ne s'agit pas seulement d'une question à laquelle vous, en tant que client, devez répondre.

Notre secteur doit vous montrer comment passer de l'une à l'autre de ces étapes de l'adoption et vous offrir les services dont vous avez besoin pour le faire. En fournissant des processus robustes et reproductibles, nous pouvons vous donner la confiance nécessaire pour adopter l'impression 3D en tant qu'élément central de votre stratégie de production.

Chez Materialise, notre approche fait la distinction entre le prototypage et la production en série, avec un parcours unique pour chaque application. Cela signifie que nous pouvons adapter le soutien que nous offrons en fonction de l'état d'avancement du processus de production de nos clients et démystifier le rôle de l'impression 3D dans cette progression grâce à des sessions de formation dédiées à tous les niveaux.

Ensuite, nous avons besoin de quelque chose de votre part en tant que client. Nous avons besoin de votre courage. Innovant. Penser à l'avenir et être à l'avant-garde. Au lieu d'attendre que les normes de fabrication apparaissent, soyez celui qui établit ces normes. C'est la raison d'être de l'impression 3D depuis toujours.

Ensemble, nous avons le pouvoir de conduire cette évolution, en veillant à ce que la fabrication additive soit reconnue non seulement pour le prototypage, mais aussi pour ses capacités éprouvées dans la production en série. Si nous continuons à collaborer, à innover et à éduquer, je pense que nous pouvons faire en sorte que l'adoption généralisée devienne une réalité le plus tôt possible.