Comment l'impression 3D change l'industrie de la plasturgie

Paul K. Steck | 22 février 2023

Ce n'est pas l'avenir, c'est le présent. Et voici la preuve. Les progrès de l'impression 3D au cours des dernières années ont été dynamiques, tout comme son impact sur de nombreuses industries. Il a maintenant été démontré que tout, des prothèses médicales à la construction résidentielle en passant par l'infrastructure physique de nos villes et villages, était réalisable avec l'application de cette technologie. La plupart des industries, sinon toutes, appliquent les avantages de l'impression 3D. Audi Motors l'utilise déjà pour fabriquer quelques pièces spécifiques, et des imprimantes et pièces 3D sont également présentes sur les navires de guerre et utilisées tactiquement dans de nombreux scénarios militaires.

Alors, où ira l'impression 3D avec audace ? Et l'espace extra-atmosphérique ?

Une bio-imprimante conçue pour imprimer des tissus humains est installée dans la Station spatiale internationale depuis 2019. Dans un avenir pas trop lointain, la poursuite de l'exploration spatiale nécessitera la technologie d'impression 3D. Si nous prévoyons de coloniser une autre planète, l'impression 3D nous permettra de construire des habitations et d'autres structures rapidement - et de manière plus rentable - avec des matériaux indigènes. Nous sommes à quelques centimètres de cela devenant une réalité.

La NASA est imprégnée de l'utilisation de l'impression 3D. En décembre 2019, il a publié un document sur ses programmes, "Résoudre les défis du vol spatial de longue durée avec l'impression 3D". Le projet de fabrication dans l'espace (ISM) du centre de vol spatial Marshall (MSFC) de la NASA se concentre sur la production de pièces de rechange, d'outils et de matériaux à la demande pour les besoins de routine lors de longs voyages et sur la préparation à répondre rapidement aux événements imprévus. La fabrication dans l'espace utilisant la technologie d'impression 3D pourrait être une solution. L'impression 3D dans des conditions d'apesanteur a déjà produit avec succès des dizaines de pièces, démontrant que l'absence de gravité a peu ou pas d'impact sur la fiabilité ou la qualité d'un article.

Pour la fabrication, les avantages de l'impression 3D et de la technologie additive incluent :

L'impression grand format élimine souvent le besoin de souder les pièces ensemble, ce qui réduit le coût et le temps de main-d'œuvre et se traduit par une résistance globale accrue des pièces. Par exemple, nous avons récemment créé des prototypes pour le salon d'un client à Paris, lui faisant gagner du temps et de l'argent. Au-delà du prototypage, les petites séries rapides et moins coûteuses sont désormais une réalité.

Cela soulève la question suivante : les autres procédés de moulage plastique traditionnels deviendront-ils obsolètes ?

Bien que l'impression 3D offre de nombreux avantages, elle ne remplacera pas complètement les méthodes de production conventionnelles. Il s'agit encore d'une technologie en développement avec des obstacles qui doivent être pris en compte lors du choix d'une approche de développement de produit. Les fabricants et les concepteurs de produits doivent le considérer comme un processus qui complète la production conventionnelle. Ils peuvent utiliser ses qualités particulières pour améliorer la conception des produits et même créer des pièces qu'il serait impossible de fabriquer autrement. Pourtant, dans un avenir proche, l'impression 3D et la technologie additive pourraient remplacer certains procédés de moulage plastique. Pourquoi? Parce que cela éliminera le besoin de moules coûteux en silicone ou en caoutchouc, ainsi que les autres avantages cités ci-dessus. Notre propre entreprise a connu une croissance de 17,5 % en 2022, dont une partie est attribuable à la fabrication additive. Nous produisons même des boîtiers pour une entreprise qui fabrique des imprimantes 3D.

Dans son article, "L'impression 3D est-elle l'avenir de la fabrication ?" dans Industry Today, David Spergel postule que l'avenir approche. La fabrication de masse rapide et abordable utilisant l'impression 3D doit devenir plus rapide et moins coûteuse. Actuellement, la fabrication additive, dans son ensemble, est trop lente pour la fabrication en grande série, même si elle est utile pour les petites séries. La technologie, néanmoins, étendra son empreinte et continuera à se combiner avec les processus déjà en place. Au fur et à mesure que l'impression 3D arrivera à maturité, les producteurs auront leur propre plan de route pour en tirer profit. Pour une efficacité à grande échelle, le cycle de post-traitement de la majorité des marchandises est laborieux, mais notre société est spécialisée dans la finition de haute qualité des pièces en plastique, et nous avons prouvé en comparant côte à côte que les pièces 3D peuvent fournir le niveau de qualité exigé par les équipementiers.

Y a-t-il un inconvénient à l'impression 3D ? Outre la courbe d'apprentissage pour le personnel, le processus produit une sortie texturée quelque peu rugueuse qui nécessite une finition experte. Toutes les entreprises ne sont pas équipées pour cela. Comme mentionné précédemment, Exothermic Moulding disposait déjà d'une finition interne de qualité automobile avant d'entrer dans l'espace 3D. Lorsque cela est fait correctement, il est presque impossible de faire la distinction entre une pièce moulée et une pièce additive dans une comparaison côte à côte, comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessous.

La rapidité des nouveaux développements de cette technologie est remarquable. En peu de temps depuis que nous avons acheté et installé notre imprimante 3D grand format, le fabricant a pu multiplier par trois la vitesse de la machine.

Les propriétaires d'entreprise doivent investir dans leur entreprise pour suivre le rythme de l'évolution rapide de la technologie. Cet investissement produira un retour sur investissement rapide basé sur la demande croissante pour ces services. De plus, de nombreux investissements peuvent bénéficier de crédits d'impôt R&D. Et les propriétaires d'entreprise doivent également investir dans leur personnel. Chez Exothermic, nous avons créé une unité opérationnelle dédiée au sein de l'entreprise pour répondre aux besoins croissants de nos clients en matière de fabrication additive. En collaboration avec nos consultants RH, nous avons créé un cheminement de carrière pour les employés débutants afin qu'ils se développent et progressent à travers une série de niveaux de compétence.

En fin de compte, une nouvelle dimension dans la fabrication est sans aucun doute arrivée.

A propos de l'auteur

Paul K. Steck est le président d'Exothermic Moulding Inc., un fabricant familial de plastiques spécialisés de troisième génération à Kenilworth, NJ, desservant une variété de secteurs verticaux, y compris les soins de santé, les sciences de laboratoire et la défense.

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