Impression 3D pour le prototypage rapide

Bien que l’utilisation de Impression 3D pour le prototypage rapide En développement depuis la fin des années 80 et aujourd'hui extrêmement répandu, le secteur a également poursuivi son évolution vers des applications de production, notamment la production en petites séries, la personnalisation de masse et la production en série. « Nous constatons de plus en plus de commandes en grandes quantités et de commandes récurrentes », déclare Robin Brockötter de Protolabs. « Il y a clairement une tendance à la production à grande échelle. » Cette tendance est influencée par de nombreux facteurs, notamment la préférence pour une production plus locale dans un contexte de perturbations de la chaîne d'approvisionnement mondiale (9 % des personnes interrogées dans notre enquête ont déclaré que la faible vulnérabilité aux problèmes de chaîne d'approvisionnement était la principale raison pour laquelle elles ont opté pour l'impression 3D plutôt que d'autres méthodes de fabrication) et les préoccupations en matière de développement durable.En 2023, 21 % des personnes interrogées ont utilisé l'impression 3D pour des pièces finales (contre 20 % en 2022) et 4 % pour des pièces esthétiques. fabrication par moulage par injection Avec les procédés d'impression 3D, tout est une question de volume de commande : pour les petites séries, l'impression 3D est souvent la solution la plus rentable, tandis qu'à des volumes plus importants, le moulage par injection devient plus économique. Cependant, le point où cela se produit – le « sweet spot » du volume maximal de commandes d'impression 3D viable – est en train de changer. « L'impression 3D peut désormais commencer à produire de plus en plus de pièces avant que le moulage par injection ne devienne moins cher », explique Brockötter. Les résultats de notre enquête de 2024 le confirment. Dans notre enquête de 2023, les doutes concernant l'impression 3D comme choix pour « le volume et l'échelle de production » ont conduit 47 % des répondants à opter pour d'autres technologies de fabrication, mais cette année, ce chiffre est tombé à 45 %, témoignant d'une confiance accrue dans le passage à l'échelle grâce à l'impression 3D. Et au fil des années, nos enquêtes montrent également une croissance constante des volumes de production : les répondants déclarant avoir imprimé plus de 10 pièces sont passés de 36 % en 2020 à 49 % en 2021 et à 76 % en 2022. Si ce chiffre est resté le même en 2023, marquant une stabilisation, le pourcentage de répondants déclarant avoir imprimé plus de 1 000 pièces est passé de 4,7 % en 2022 à 6,2 % en 2023.Au-delà du processus d'impression lui-même, de nombreux autres aspects influencent l'évolutivité de l'utilisation des technologies d'impression 3D en production, depuis les logiciels, la conception et les matériaux jusqu'aux tâches de post-traitement et de finalisation telles que le nettoyage, la finition secondaire, l'élimination des taches, le traitement des contraintes et les inspections. À mesure que l'écosystème de l'impression 3D gagne en maturité, un réseau d'entreprises proposant nombre de ces services se développe autour des entreprises d'impression 3D, simplifiant ainsi les processus de production. Cela encouragera l'adoption de ces procédés. De plus, la familiarisation croissante avec la conception additive (DFAM) permettra aux ingénieurs et aux concepteurs de mieux appréhender les limites et les opportunités de la conception et d'exploiter pleinement les nouveaux matériaux.De nombreux obstacles s'atténuent grâce aux nouveaux développements et technologies. Le post-traitement, par exemple, peut actuellement constituer un goulot d'étranglement. 27 % des personnes interrogées lors de l'enquête de 2024 ont cité les « exigences de post-traitement et de finition » comme raison de leur choix d'autres méthodes de fabrication que l'impression 3D, et 40 % ont cité la « qualité et la régularité du produit final ». Cependant, avec la généralisation du lissage à la vapeur dans l'industrie et l'amélioration radicale des finitions de surface, le post-traitement devient un obstacle moins important à l'impression 3D de production. « Les machines de lissage à la vapeur ont beaucoup progressé ces dernières années », explique Grant Fisher, responsable de la chaîne d'approvisionnement chez Protolabs, « notamment pour le lissage à la vapeur du Nylon 12 », le matériau le plus courant pour les pièces MJF et SLS. « Nous continuons d'observer une forte croissance des technologies MJF et SLS, et le lissage à la vapeur est une excellente option pour les pièces esthétiques et les pièces finales. »L'automatisation des processus de fabrication est un autre exemple. Par exemple, des systèmes assistés par ordinateur facilitent le tri des produits finis. pièces imprimées en 3D peut représenter des économies de main-d'œuvre et une efficacité des coûts significatives, poussant encore plus les chiffres en faveur de l'impression 3D.La normalisation est un enjeu majeur qui demeure, notamment dans des secteurs comme l'aéronautique, l'automobile et le secteur médical. « Nous collaborons activement avec l'aéronautique, notamment dans impression sur métal« », explique Eric Utley de Protolabs, « et le principal obstacle auquel tout le monde est confronté est la normalisation. Mettre en place cette validation et cette normalisation… je pense personnellement qu'il faudra quelques années pour y parvenir. » Mais la volonté est là et les rouages ​​sont en marche. « C'est un sujet de discussion important dans l'ensemble du secteur », conclut M. Utley.Le secteurs médical et aérospatial Ce sont les secteurs où l'impression 3D en production continuera de jouer un rôle majeur, affirme Alex Huckstepp. « Ce sont les industries qui sont prêtes à investir massivement dans des conceptions et des composants personnalisés complexes, performants et de haute qualité. Et c'est là que l'impression 3D en production a toujours été pertinente. La véritable croissance de la production provient toujours de ces deux secteurs. L'essor de la conquête spatiale que nous observons a incontestablement été un atout pour l'impression 3D. »Un autre point est souvent négligé lorsqu'on parle de l'impression 3D de production, parfois au détriment de son incroyable potentiel : elle ne doit pas nécessairement être envisagée comme une alternative aux technologies existantes. « Je pense que beaucoup de gens pensent que l'impression 3D est un concurrent du moulage par injection – en effet, ce n'est pas le cas », explique Adam Hecht de DIVE. « C'est une toute nouvelle façon de fabriquer. Elles ne sont tout simplement pas en concurrence. Il y a certes des chevauchements, mais au final, leurs carrières sont distinctes. L'impression 3D est un outil entièrement nouveau. Elle nous permet de résoudre des problèmes et, in fine, de fabriquer des produits qui n'existaient pas auparavant. Toutes les applications et produits spécialisés en faible volume pour lesquels il fallait auparavant dire : « Désolé, nous ne pouvons pas fabriquer cela », nous pouvons les fabriquer maintenant. C'est tout simplement complètement différent. »Et ce qui va permettre et accélérer ce processus, ce sont les matériaux spécialisés qui émergent de plus en plus sur le marché de l’impression 3D.