Comment concevoir pour la fabrication additive

01 FÉVRIER 2023 | Temps de lecture : 4 min

Tout comme la fabrication additive a révolutionné la façon dont les pièces et les composants peuvent être fabriqués, elle a également complètement changé la façon dont nous devons envisager la conception des produits. Découvrez comment cette nouvelle approche fait partie intégrante du processus d'impression 3D industrielle et quels sont les outils de conception à votre disposition.

Optimiser la conception pour l'impression 3D industrielle

Tous les projets de fabrication additive commencent par la conception. Cette phase a un impact sur tous les aspects du produit final, depuis les applications de la pièce pour l'utilisateur final jusqu'au coût de sa fabrication. 

En tant que technologie qui repousse les limites de ce que l'on croyait possible en matière de fabrication, la conception réussie du site FA nécessite une approche tout aussi innovante. Cela nécessite un changement de paradigme dans la façon dont nous pensons la conception et la production - et c'est ce que nous voulons enseigner aux étudiants qui s'inscrivent à notre programme de certificat de concepteur en fabrication additive.

La création de pièces et de produits plus légers, plus performants et potentiellement moins chers à produire est l'un des principaux avantages de FA. Mais ces possibilités ne sont pas facilement réalisables si votre compréhension de la conception de la fabrication est enracinée dans des méthodes plus traditionnelles. C'est pourquoi notre programme vise à donner aux concepteurs une nouvelle perspective - un état d'esprit de "pensée additive".
 

Avantages de la conception par fabrication additive

Examinons les objectifs finaux que la fabrication additive et la conception peuvent aider les concepteurs à atteindre.

Consolidation partielle

Avec l'impression 3D, il est possible de trouver des opportunités où une pièce qui consistait auparavant en des douzaines - voire des centaines - de composants plus petits peut être réduite à la production de beaucoup moins de pièces. Cela présente toute une série d'avantages potentiels pour les fabricants :

• La réduction du nombre de pièces permet de simplifier les assemblages complexes de composants multiples, qui peuvent être longs et coûteux.

• Les processus d'assemblage et le contrôle de la qualité peuvent être réduits, ce qui diminue les coûts de production.

• Le nombre réduit de pièces devant fonctionner à l'unisson signifie qu'il y a moins de points de défaillance potentiels.

• La réduction du poids peut améliorer les performances et l'efficacité.

Personnalisation de masse

Les produits créés par fabrication additive peuvent être conçus de manière unique pour répondre à des critères très spécifiques, que ce soit à grande ou à petite échelle. Les articles sur mesure peuvent être adaptés aux exigences de l'utilisateur final, puis reproduits avec précision pour autant ou aussi peu d'itérations que nécessaire. Cela peut être réalisé avec un faible impact sur les coûts et les délais de production, ce qui a toujours été un facteur important lorsqu'il s'agit de production de masse.

L'impression 3D de lunettes en est un excellent exemple - un créneau dans lequel EOS possède une expérience considérable. EOS a travaillé avec des marques comme YOU MAWO et Hoet pour atteindre leurs objectifs individuels en utilisant des techniques de conception et de fabrication additives. Les dossiers de conception que nous soumettons à nos clients dans ce domaine sont axés sur des objectifs très spécifiques, allant de la création de styles uniques et de la modélisation de lunettes mieux adaptées à la réduction des coûts ou de l'empreinte carbone de la production.

Pour atteindre ce type d'objectifs, les concepteurs doivent aborder le défi avec un état d'esprit différent - ils doivent penser de manière additive plutôt que soustractive.

Outils de conception dédiés à la fabrication additive

Les outils traditionnels de conception assistée par ordinateur (CAO) tels que Pro/ENGINEER, Catia et Siemens NX (anciennement connu sous le nom d'Unigraphics) ont été créés dans l'optique de la fabrication soustractive. Ces types d'outils de conception adoptent l'approche suivante : si vous souhaitez créer un trou dans un bloc, par exemple, vous devez le percer.

C'est tout le contraire de la façon dont nous procédons pour créer un trou dans une perspective additive. Penser et concevoir de manière additive signifie créer le bloc autour du trou, plutôt que de mettre le trou dans le bloc. Les outils de CAO traditionnels font un excellent travail de conception pour la fabrication soustractive, mais ils ne sont pas adaptés à la fabrication additive.

D'où la nécessité de nouveaux programmes spécialisés de CAO additive qui permettent aux concepteurs de créer des pièces différemment. Trois des logiciels les plus efficaces sont nTopology, Altair et Synera.

nTopologie

Ce programme est excellent pour créer des flux de travail de bout en bout avec des treillis ajoutés et des exportations de maillage à partir de composants séparés. Il intègre la simulation et la conception basée sur les données dans votre processus de développement afin de vous permettre de créer des pièces plus efficaces.

Altair

Pour les conceptions fonctionnelles qui sont optimisées pour la performance et la production, Altair vous permet de baser vos conceptions sur l'optimisation de la topologie et les suggestions de simulation de fabrication. Il vous permet également de valider la fabricabilité et d'introduire les changements nécessaires aux géométries des pièces, aux orientations et aux supports.

Synera

Synera est un logiciel idéal pour établir des simulations, réaliser des conceptions légères et intégrer des structures en treillis dans vos conceptions. Il dispose également d'outils permettant d'estimer et d'optimiser les coûts de conception, ainsi que de fonctions d'optimisation des structures de support.

Nous donnons à nos apprenants le choix d'une formation ciblée sur l'un de ces trois outils dans notre programme de certificat en conception de fabrication additive, car chacun d'entre eux offre des possibilités différentes pour les aspects clés de la conception additive. Grâce aux conseils d'experts et à l'expérience acquise dans le cadre du programme, nous fournissons à nos étudiants les compétences et les connaissances nécessaires à toute équipe de conception additive.

Concevoir avec intention

La fabrication additive permet aux concepteurs de se concentrer sur le résultat souhaité d'un projet et de trouver des moyens innovants pour l'atteindre grâce à une application créative. Cela peut prendre de nombreuses formes :

• Concevoir en fonction des coûts : Réduire les coûts de production grâce à une meilleure gestion des matériaux, des déchets et des processus.

• La conception au service de la fonction : L'amélioration des performances ou de la qualité par la réduction du poids, la découverte de nouveaux types de structures ou l'utilisation de matériaux différents sont autant de possibilités offertes par la conception additive.

• Conception générative : Utiliser des logiciels et des algorithmes de calcul pour créer, tester et affiner des géométries très performantes.

• Concevoir pour l'environnement : Utiliser les méthodes de conception additive pour se concentrer sur l'empreinte carbone et la réduction des déchets, et explorer les applications de matériaux plus respectueux de l'environnement.

Comme la fabrication additive permet de repousser les limites de la conception et de la production, c'est un moyen idéal pour trouver des opportunités de renverser les approches conventionnelles de la conception. C'est pourquoi nous enseignons à nos apprenants comment transformer leur état d'esprit pour aborder les problèmes sous un angle complètement différent, puis nous leur donnons les compétences nécessaires pour mettre en œuvre ces solutions à l'aide d'outils spécialement créés pour la conception additive.

Notre programme de certificat en conception de fabrication additive vous permet de développer les compétences nécessaires pour devenir un véritable concepteur additif. Des sessions d'apprentissage en ligne, des webinaires en direct et des exercices pratiques vous permettent d'affiner vos compétences en conception avancée et de vous former à la pensée additive.