10 éléments à prendre en compte pour se lancer dans l'impression 3D industrielle à grande échelle

1 : DÉTERMINER LES AVANTAGES CIBLÉS DE LA FABRICATION ADDITIVE GRAND FORMAT

Le point de départ de la fabrication additive grand format réside généralement dans les avantages de cette méthode de production par rapport à la fabrication traditionnelle. Il n'est donc pas surprenant que ces avantages définissent les étapes suivantes du processus de sélection de la fabrication additive grand format. Pour comprendre les avantages potentiels de la LFAM pour votre organisation, nous devons analyser l'ensemble du cas d'utilisation et déterminer les facteurs qui s'appliquent à votre application. Les entreprises qui commencent à utiliser la LFAM citent généralement un ou plusieurs des avantages suivants pour la justifier :

1. La fabrication additive grand format nécessite moins de travail manuel que les méthodes traditionnelles. La pénurie actuelle de personnel dans le monde renforce encore le besoin d'innovation.
2. La fabrication additive grand format permet de réduire la chaîne d'approvisionnement. La possibilité d'imprimer des moules, des pièces d'extrémité structurelles et non structurelles réduit considérablement la dépendance vis-à-vis de tiers et la taille des stocks nécessaires.
3. L'allongement des délais d'approvisionnement mondiaux incite les entreprises à produire localement. La fabrication additive grand format permet aux entreprises de le faire, en réduisant le nombre de mouvements de transport nécessaires à la production.
4. Si une chaîne d'approvisionnement plus courte et moins de mouvements de transport contribuent déjà à réduire l'empreinte carbone, la fabrication additive grand format présente d'autres avantages pour les entreprises qui cherchent à produire de manière plus durable. Elle offre la possibilité de « boucler la boucle » en utilisant des matériaux recyclés pour l'impression 3D.
5. En offrant les avantages énumérés ci-dessus, la fabrication additive grand format constitue une méthode de production plus rentable à long terme. Elle est donc également intéressante sur le plan financier.

2 : CONVERTIR LA CONCEPTION À LA FABRICATION ADDITIVE

La conception réalisée pour les méthodes de fabrication traditionnelles ne peut pas être appliquée telle quelle à l'impression 3D. Par exemple, l'impression 3D permet d'intégrer plusieurs composants dans la même conception. Alors que les méthodes traditionnelles exigeraient que ces composants soient assemblés manuellement. L'omission des joints par rivetage ou soudage garantit non seulement un produit final plus résistant, mais permet également de gagner un temps précieux.

En raison des différences dans les principes de conception, le processus de conception doit être adapté à la fabrication additive. CEAD aide volontiers les entreprises et les organisations dans cette adaptation.

L'une des façons d'y parvenir est de réaliser des projets pilotes que notre équipe d'application mène pour évaluer la faisabilité technique et commerciale de l'application de la LFAM. Les stratégies de conception et d'impression sont des concepts centraux au cours des projets. Nous sélectionnons la bonne stratégie d'impression en fonction de la conception.

Un autre exemple du soutien du CEAD à cette étape est la formation dispensée par les ingénieurs de support aux nouveaux propriétaires de nos systèmes d'impression 3D industriels. La formation ne porte pas seulement sur la manipulation du matériel et des logiciels fournis par le CEAD, mais aussi sur la conception pour l'impression 3D.

3 : PRENDRE EN COMPTE LES PROPRIÉTÉS DU COMPOSITE THERMOPLASTIQUE

Les entreprises qui se lancent dans la fabrication additive grand format connaissent généralement les différents composites en acier ou thermodurcissables. Au cours de leur transition vers la LFAM, elles découvrent le monde des composites thermoplastiques. Les têtes d'impression de CEAD sont conçues pour traiter une large gamme de matériaux thermoplastiques renforcés de fibres. Des matériaux haute performance renforcés de fibres de carbone aux matériaux de base renforcés de fibres de verre ou naturelles.

Des aspects tels que la solidité, la rigidité, la résistance aux UV, l'inflammabilité, l'ignifugation et la durée de vie diffèrent pour les thermoplastiques, les composites thermodurcissables et les matériaux tels que l'acier. Les propriétés des thermoplastiques renforcés de fibres offrent de nombreuses nouvelles possibilités.

Chez CEAD, nous testons en permanence des matériaux avec nos clients et nos fournisseurs de matériaux. Au cours de ces tests, nous ne nous intéressons pas seulement à la capacité d'impression d'un matériau, mais aussi à ses caractéristiques, telles que la solidité. Nous pensons qu'il est essentiel de tester ces matériaux car chaque application a des exigences différentes et nécessite donc un matériau différent.

L'utilisation de composites thermoplastiques pour la fabrication additive présente plusieurs avantages. Tout d'abord, le matériau offre une grande résistance à la corrosion et aux produits chimiques. De plus, les thermoplastiques peuvent être recyclés, ce qui permet des processus de production plus durables. Enfin, CEAD met à la disposition de ses clients une vaste base de connaissances sur tous les tests de matériaux, qui est constamment enrichie.

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PELLET CONTRE FILAMENT IMPRESSION 3D GRAND FORMAT

La plupart des imprimantes 3D actuelles utilisent des filaments comme matière première pour réaliser des impressions 3D. Avant de pouvoir être utilisé, le filament doit être traité. Ce processus est connu sous le nom d'extrusion de filament et implique la conversion de granulés de plastique bruts en un fil de filament.

Les systèmes de fabrication additive de CEAD utilisent des granulés de plastique au lieu de filaments. Contrairement aux extrudeuses de filaments, les extrudeuses de granulés utilisent une méthode de vissage pour faire fondre et transporter le matériau granulé du cylindre à travers une buse chauffée (filière). Les granulés sont introduits dans une entrée d'alimentation. Ils sont ensuite poussés à travers un cylindre à plusieurs sections chauffées où ils sont chauffés pour fondre.

Une fois ramolli à la consistance souhaitée, le mécanisme à vis crée une pression suffisante pour forcer le matériau à sortir par une buse sur une plate-forme, créant des impressions 3D couche par couche. Le processus est plus complexe que l'extrusion de filaments, mais il présente plusieurs avantages, tels que des coûts plus faibles, une vitesse de production plus élevée et une plus grande disponibilité des matériaux.

4 : ASSOCIER LE DESIGN ET LE MATÉRIAU

Les décisions prises concernant la conception, la stratégie d'impression et le matériau d'impression 3D lors des étapes précédentes sont réunies dans le projet pilote. Au cours de ce projet, nous étudierons des aspects importants de l'application tels que la conception, le matériau requis et la stratégie d'impression. Par exemple, des matériaux spécifiques peuvent agir différemment lorsqu'ils sont imprimés à un angle de 45 degrés. Le projet pilote offre l'occasion idéale de tester cela dans la pratique.

Un projet pilote commence par une analyse rapide et économique de la difficulté globale du projet. La complexité, la stratégie d'impression, la taille de l'objet et le choix du matériau sont pris en compte lors de l'analyse rapide.

Les possibilités globales d'un projet pilote sont infinies. Les projets pilotes sont toujours adaptés à vos besoins. Des besoins additifs et soustractifs peuvent être ajoutés au projet pilote, en fonction de l'application. Le projet s'étend généralement d'un test de matériau à une pièce d'utilisation finale à grande échelle.

La durée d'un projet pilote dépend de sa taille et de sa complexité. Les projets pilotes de petite envergure peuvent être réalisés en une seule phase, par exemple pour sélectionner le matériau d'impression. Les projets pilotes de plus grande envergure sont divisés en trois phases afin de minimiser les risques pour les deux parties. Après chaque phase, un moment de décision est prévu, ce qui permet aux deux parties de contrôler le projet.

5 : SÉLECTION DE LA SOLUTION AMS POUR VOTRE APPLICATION

La première sélection des solutions d'impression 3D à grande échelle possibles est effectuée lors du démarrage du projet pilote, dans l'analyse rapide. Les étapes suivantes guident le client vers la configuration d'impression 3D idéale pour son application particulière. Une fois la faisabilité prouvée, la machine idéale peut être optimisée et personnalisée.

CEAD conçoit et fournit une solution Flexbot complète : des robots eux-mêmes aux extrudeuses, en passant par le lit d'impression, les buses et un séchoir. Nos spécialistes vous aident à mettre en place un système adapté à vos besoins. Le Flexbot évolue avec vous, dans le sens où si vous créez de grandes impressions, vous pouvez sélectionner une piste d'impression sur un piédestal. Si vous prévoyez d'imprimer avec un matériau rugueux, vous pouvez sélectionner une extrudeuse plus puissante. Le Flexbot est basé sur une conception modulaire.

Les têtes de buse offrent également une grande flexibilité. La taille de la buse peut être déterminée par extrudeuse. En fonction de la largeur que vous souhaitez imprimer et de l'extrudeuse elle-même, vous pouvez régler les buses de 2 à 25 mm.

6 : ENVISAGER DES AJUSTEMENTS DE L'INSTALLATION DE PRODUCTION

Toutes les installations de production ne sont pas immédiatement prêtes pour l'installation d'une machine de fabrication additive à grande échelle. Avant que la machine ne soit expédiée sur votre site, CEAD conçoit des plans d'aménagement possibles pour l'installation finale.

De plus, des simulations sont créées pour fournir un aperçu précis de la machine. Au cours de ce processus, nous déterminons si la machine s'adapte à l'installation de production, si l'équipement nécessaire est disponible et si des ajustements sont nécessaires.

7 : INSTALLATION ET ÉTALONNAGE DE LA MACHINE

La partie la plus passionnante du processus est arrivée : l'installation et l'étalonnage du système dans votre installation de production. Cette étape est axée sur la précision avec laquelle le système final sera capable d'imprimer. Il est important que le fournisseur LFAM soit en mesure de fournir une solution précise et calibrée pour votre site.

Avant l'expédition du robot, CEAD effectue en interne un Factory Acceptance Test (FAT) pour garantir que le système fonctionne conformément aux normes que nous attendons/exigeons de nos systèmes. Le système sera assemblé en fonction des besoins déterminés lors du projet pilote.

Par la suite, le robot sera expédié, assemblé et testé dans vos locaux pendant la phase d'installation, qui comprend le Site Acceptance Test (SAT). Lors de ce test, la fonctionnalité et la sécurité du robot sont testées sur le site du client.

La dernière partie de l'installation consiste en l'étalonnage du système, effectué par nos ingénieurs en logiciel. CEAD s'efforce de révolutionner les possibilités de la fabrication additive. La précision de nos imprimantes 3D à grande échelle est au cœur de cet effort.

Différents aspects de la solution de FA sont calibrés avec Sinumerik Direct Control et notre système de suivi laser, tels que les trajectoires linéaires, la précision du bras du robot et l'affaissement du bras du robot est corrigé. Cliquez pour en savoir plus sur l'amélioration de la précision de la FA avec le suivi laser.

8 : FORMATION À LA FABRICATION ADDITIVE GRAND FORMAT

Pour exploiter tout le potentiel de nos solutions, il faut se familiariser avec les possibilités de l'impression 3D à grande échelle. C'est pourquoi CEAD aide ses clients en leur proposant des formations personnalisées, aussi bien en interne dans notre hall de production que sur site dans vos installations de production. La formation permet d'acquérir les connaissances et les compétences nécessaires à l'utilisation de la solution spécifique achetée.

Le CEAD offre diverses possibilités de formation à l'impression 3D à grande échelle. La formation la plus courante est la formation obligatoire qui accompagne l'achat du Flexbot, et qui est axée sur notre solution robotique. En outre, le CEAD propose également une formation facultative aux clients du robot extrudeur.

Le contenu de la formation sur l'extrudeuse robotique et la manière dont elle est dispensée peuvent être personnalisés en fonction des préférences du client. CEAD est en mesure de dispenser la formation par le biais d'un appel en ligne, dans notre hall de production ou sur site. Le présent article détaille la formation dispensée aux nouveaux propriétaires de la solution Flexbot.

CEAD ne fait pas de distinction entre les formations de base, avancées ou autres, tous les clients reçoivent le même niveau de formation. Cependant, la formation est personnalisée autant que possible. Pensez par exemple aux ingénieurs qui connaissent bien les machines CNC, qui ont besoin d'une formation différente/moins importante que les personnes qui découvrent les machines.

En général, la formation est suivie par 5 à 6 personnes. Cela est dû au ratio idéal de 1 formateur pour 3 stagiaires. La formation Flexbot est généralement dispensée par deux ingénieurs d'application/support client. D'après notre expérience, un maximum de trois personnes par formateur permet d'optimiser l'expérience des stagiaires. Si nécessaire, il est possible de demander une formation de plus grande capacité.

9 : DÉMARRAGE EN CONTINU DU LFAM EN INTERNE

Nous pensons qu'après l'installation de la machine chez le client, le fournisseur de LFAM continue de jouer un rôle essentiel dans la réussite de la mise en œuvre de la solution. Tant que vous disposez des connaissances et de la machine, vous pouvez rencontrer des obstacles/difficultés au cours de votre parcours LFAM. C'est pourquoi les ingénieurs de support dédiés et expérimentés de CEAD garantissent le temps de fonctionnement le plus élevé possible de la machine.

Ils le font de deux manières. Tout d'abord, l'équipe d'assistance est expérimentée dans le domaine de l'assistance mondiale et est donc en mesure de fournir une assistance en cas de besoin. Elle peut soit fournir une solution à distance (en ligne, via le portail de connaissances ou par appel vidéo), soit se rendre dans vos locaux si nécessaire. Ensuite, CEAD dispose d'un stock important de pièces de rechange qui peuvent être commandées en ligne et seront expédiées à votre établissement sur demande.

Notre équipe d'experts s'engage à établir une relation à long terme afin d'offrir à nos clients une expérience fructueuse de la fabrication additive légère. L'équipe possède une vaste expérience de la fabrication additive et une connaissance approfondie de la technologie. Nous pouvons anticiper divers scénarios ou défis que vous pourriez rencontrer et sommes en mesure de fournir une solution ou une stratégie adaptée pour aller de l'avant. En cas de problème, nous sommes formés pour identifier rapidement le problème et proposer des solutions durables.

10 : UN PARTENAIRE QUI GRANDIT EN MÊME TEMPS QUE VOTRE ENTREPRISE

À mesure qu'une entreprise se développe, sa capacité de production augmente. Si, au départ, un système d'impression robotisé répondait aux besoins de fabrication additive d'une entreprise, une production croissante peut nécessiter l'achat de machines supplémentaires.

Les ingénieurs de support de CEAD ont été témoins de cette croissance dans les entreprises à plusieurs reprises et savent donc quels besoins pourraient se développer à l'avenir. En outre, l'équipe de support comprend que la continuité est importante. Elle assurera la continuité non seulement en fournissant un support pour augmenter le temps de fonctionnement, mais aussi en étant disponible pour la formation du personnel futur.

Il est essentiel de choisir un fournisseur de fabrication additive qui évolue avec votre entreprise. Avec ses partenaires, CEAD est à la pointe de la fabrication additive à grande échelle. Nous travaillons en étroite collaboration avec plusieurs instituts de recherche (tels que l'Université technique de Dresde, l'ETH Zurich, l'Université technique de Munich et l'ICD Stuttgart) pour innover en permanence dans le domaine de la fabrication additive tout en étant en mesure de fournir des solutions créatives à nos clients et à leurs applications.

DÉBUTER AVEC LA FABRICATION ADDITIVE GRAND FORMAT

La façon dont la machine est configurée par le fournisseur est d'une grande importance pour certaines applications. Par exemple, le secteur maritime nécessite des dimensions d'impression différentes de celles de l'automobile. Cela se reflète dans la taille de la machine, le lit d'impression et le choix entre un piédestal ou des robots sur rail.

Il est donc important de faire appel à un fournisseur qui connaît l'application de la fabrication additive et soustractive dans divers secteurs. CEAD développe la technologie d'impression 3D à grande échelle depuis plus de huit ans. Des têtes d'impression autonomes connectées à un bras robotisé existant aux portiques de fabrication ou solutions robotisées complètes, livrées et installées dans le monde entier.

Passionnés par la technologie et l'innovation, nous sommes déterminés à trouver des solutions créatives pour nos clients et leurs applications. Nous les aidons à transformer leurs activités commerciales grâce à notre technologie. N'hésitez pas à nous contacter pour toute question concernant les projets à grande échelle.