La production de petites pièces par impression 3D vous intéresse ? Lisez notre guide du débutant pour découvrir les possibilités d’utilisation des technologies d’impression 3D pour la production de petites pièces.
Avant de commencer, une imprimante 3D n’est pas un équipement de production. Il s’agit plutôt d’un équipement adapté au prototypage.
Néanmoins, dans certains cas, vous pouvez utiliser une imprimante 3D ou plusieurs d’entre elles pour la production. Par exemple, les imprimantes peuvent très bien fonctionner lorsque vous devez fabriquer de petits produits dans des quantités allant jusqu’à 1000 pièces par mois.
Ceci étant dit, découvrons comment les imprimantes 3D peuvent vous aider dans la production de pièces en petites séries.
Impression 3D en petites séries
En matière d’impression 3D, il faut commencer par créer un modèle. Les entreprises de fabrication ne disposent pas toujours d’un modèle 3D du produit qu’elles doivent imprimer. Dans la plupart des cas, le modèle n’existe que sous la forme d’un dessin. Dans ce cas, vous devez faire appel à un spécialiste qui peut créer un modèle 3D à partir d’un dessin, ou vous pouvez utiliser un scanner 3D.
Cependant, même le modèle obtenu après numérisation nécessite un traitement supplémentaire. Pour cette tâche, vous devez avoir des connaissances de base sur le travail avec les graphiques 3D. Une fois le modèle 3D créé, vous pouvez évaluer l’efficacité de l’utilisation des imprimantes 3D pour imprimer un petit lot.
Tout d’abord, vous devez imprimer la pièce pour estimer la complexité et le temps nécessaire à la fabrication d’une pièce. En outre, après l’impression, le poids du modèle sera clair. Cela vous permettra d’estimer correctement le coût du produit résultant.
Vous pouvez également tester la pièce sur son lieu d’utilisation. Est-elle adaptée à vos tâches en termes de caractéristiques, c’est-à-dire d’apparence, de solidité, de résistance à l’usure, d’adéquation avec l’environnement où elle sera utilisée, de capacité à résister à des températures élevées ou basses, etc.
Il est souvent utile de réaliser plusieurs tirages avec différents types de résines plastiques ou photopolymères pour les comparer.
Lorsque nous parlons de production en petites séries, il y a toujours le choix entre une imprimante photopolymère et une imprimante FDM classique.
Lorsque vous choisissez entre ces technologies d’impression 3D, n’oubliez pas que le coût du filament est en moyenne 3 à 5 fois inférieur à celui d’une résine photopolymère. En même temps, l’impression d’un modèle ou de 10 modèles dans une imprimante photopolymère prend le même temps. Cela lui donne un avantage significatif en termes de productivité par rapport à une imprimante 3D FDM.
En outre, les matériaux d’impression disponibles pour l’impression FDM sont très variés et leurs propriétés sont bien connues. D’autre part, l’impression photopolymère produit une surface de produit fini de meilleure qualité et un aspect plus ergonomique.
Ainsi, après avoir effectué tous les tests, choisi la technologie d’impression, le matériau et la qualité requise, vous pouvez calculer le coût du produit et le temps nécessaire pour réaliser le tirage dont vous avez besoin.
Dans ce calcul, tenez compte d’un supplément de 20 % pour les éventuelles impressions infructueuses et les pertes temporaires qui en découlent. N’oubliez pas que si vous n’avez qu’une seule imprimante, elle peut tomber en panne et vous ne serez peut-être pas en mesure d’exécuter votre commande à temps. Si le temps est un facteur critique, vous devriez avoir au moins deux imprimantes ou plus pour un projet d’impression 3D en petites séries. En fait, vous avez besoin de plusieurs imprimantes même si cela n’est pas nécessaire du point de vue des performances.
Après avoir déterminé le montant de l’investissement dont vous avez besoin et le coût du produit final, comparez ces chiffres avec les méthodes de production traditionnelles (c’est-à-dire la création de moules, le fraisage, le moulage en silicone et autres). Si l’impression 3D semble plus rentable, vous pouvez alors essayer l’impression 3D en petits lots.
Après avoir fait les calculs et déterminé que l’impression 3D est la bonne solution pour votre projet, choisissez une imprimante 3D capable de le résoudre. Il convient de déterminer si les tâches sont de même nature ou si elles changent constamment. Si les tâches sont du même type, choisissez une imprimante qui convient à ces fins.
Pour les tâches simples, les imprimantes 3D économiques comme Anycubic Mega S ou Anycubic 4Max Pro 2 conviennent.
Si l’imprimante doit traiter des tâches diverses, choisissez un mode plus polyvalent. Parmi les bonnes recommandations, citons l’imprimante Raise3D Pro2 Plus et FlashForge Creator 3 .
S’il s’agit d’une imprimante photopolymère, envisagez des modèles dotés d’une plus grande surface de construction, comme la Wanhao Duplicator 8 ou la Phrozen Shuffle XL 2019. Toutes choses égales par ailleurs, ces imprimantes 3D en résine offrent une plus grande productivité par unité de temps.
Pour plus de clarté, examinons quelques exemples.
i) 2050.AT
2050.AT, une subdivision du groupe de sociétés Transmashholding/LocoTech, est une ferme d’impression 3D prospère basée en Russie.
A l’origine, 2050.AT a été créé pour couvrir la pénurie de pièces au dépôt et dans les usines de réparation de locomotives. Il s’agissait à la fois de pièces discontinuées et de produits dont la documentation avait été perdue.
Voici quelques exemples de ces produits :
La traduction du sommeil.
Support de tuyau d’air pour locomotive.
Couvre-miroir vidéo pour le train Ivolga.
Ainsi que les pièces fonctionnelles du poste de conduite qui doivent être remplacées rapidement (par exemple, les interrupteurs, les boutons, les couvercles et les bouchons).
Dans un premier temps, les pièces présentant des problèmes de livraison sont dessinées d’après des plans ou scannées. Ensuite, si nécessaire, une rétroconception est effectuée et la pièce est envoyée à l’impression. Si un traitement supplémentaire est nécessaire, les produits sont envoyés à la peinture.
À la fin de 2018, 2050.AT a acheté les 4 premières imprimantes Raise3D Pro2 et elles ont fonctionné.
Au printemps, ils ont commandé 16 autres imprimantes. Au total, 20 imprimantes Raise3D Pro2 ont suffi pour desservir 150 dépôts, 10 usines de réparation et 10 usines de fabrication.
En moyenne, le temps de production des pièces détachées est passé de quatre mois à deux semaines. De plus, le coût des produits s’est avéré plusieurs fois inférieur.
À ce stade, la société s’emploie activement à introduire la fabrication additive dans toutes ses entreprises spécialisées et prévoit d’étendre le parc à 50 imprimantes.
Aujourd’hui, 2050.AT imprime des pièces de rechange et des prototypes non seulement pour les ateliers de réparation, mais aussi pour des entreprises telles que l’usine de tracteurs Cheboksary Concern, l’Institut MISIS, la société Russian Mechanics, Tupolev PJSC, etc.
2. Prusa Research
Un autre exemple intéressant est celui de l’entreprise d’imprimantes 3D Prusa Research, qui a été fondée en 2009 par un étudiant de Prague nommé Josef Prusa.
Josef a créé une imprimante 3D dans laquelle la plupart des pièces sont imprimées en 3D.
En 2016, la ferme d’impression 3D de Prusa ne comptait que 40 imprimantes, imprimant simultanément des pièces de rechange pour d’autres imprimantes. En 2018, leur nombre était passé à 500.
L’impression de toutes les pièces d’une nouvelle imprimante 3D prend 27 heures sur une seule imprimante de la ferme Prusa. C’est fantastique !
De plus, la plupart des pièces détachées des imprimantes 3D Prusa peuvent être téléchargées sur leur site web et imprimées par n’importe qui à la maison.
L’entreprise expédie environ 6 000 imprimantes dans le monde entier chaque mois.
Cela leur a valu le titre d’entreprise technologique à la croissance la plus rapide d’Europe centrale (Deloitte 2018), avec un taux de croissance de 17,118 % en quatre ans.
Retour aux réalités de la production d’impression 3D en petits lots.
3. Lubimova
En 2014, le projet Lubimova a été créé. Il s’agit d’une boutique en ligne destinée aux fabricants de pain d’épices.
Le projet a été créé littéralement dans la cuisine avec une seule imprimante 3D. Bien entendu, avec une seule imprimante, les commandes prenaient beaucoup de temps à être exécutées. Par conséquent, il fallait davantage d’équipement pour augmenter le chiffre d’affaires.
En quatre ans, le projet est devenu l’un des plus grands magasins en ligne de moules et de pochoirs pour pain d’épices.
Aujourd’hui, “Lubimova” dispose de plusieurs dizaines d’imprimantes 3D pour la production de moules. De plus, le processus est presque entièrement automatisé, ce qui élimine les erreurs et réduit les coûts au minimum. Enfin, les délais de livraison ne dépassent pas 2 jours.
Qu’en est-il des imprimantes 3D en résine ?
En raison des spécificités des matériaux utilisés, la niche de l’impression photopolymère est plutôt étroite. En règle générale, le matériau est utilisé pour la production de moules maîtres destinés à la coulée ou de modèles qui exigent une certaine douceur de surface et un niveau de détail élevé.
À l’heure actuelle, l’un des domaines les plus demandés pour l’impression SLA est la dentisterie.
Par exemple, la production de gouttières peut être attribuée sans risque à la production à petite échelle. En effet, pour traiter un patient, 10 à 35 modèles d’aligneurs sont nécessaires pour l’ensemble du cours.
Les modèles ont besoin du même type de résine mais ne doivent pas être exactement les mêmes. Fabriquer 35 modèles maîtres pour le moulage des aligneurs à la main de manière traditionnelle est une tâche fastidieuse et prend du temps.
Une imprimante 3D améliore la productivité et la qualité des produits finis. De plus, plusieurs produits peuvent être imprimés sur une plateforme en un seul cycle.
En définitive, le coût des maîtres-modèles imprimés en 3D est nettement inférieur. En outre, le processus de production lui-même est plus rapide et plus efficace.
Si vous souhaitez mettre en place une production à petite échelle de pièces en plastique, prenez contact avec nous. Nous pouvons réaliser pour vous un essai d’impression afin que vous puissiez déterminer si cette technologie est adaptée à vos tâches.
