Amis ou ennemis : Fabrication additive et traditionnelle

8 MAI 2023 | Temps de lecture : 3 min

Comme toute technologie moderne, la fabrication additive (FA) a fait grand bruit lorsqu'elle a vu le jour, mais a rapidement été accueillie avec scepticisme. FA est souvent présentée à tort comme une technologie de type start-up visant à dominer la fabrication traditionnelle, qui représente 8,5 % de la main-d'œuvre américaine (12,85 millions d'emplois). En réalité, FA et la fabrication traditionnelle sont amies dans l'industrie manufacturière - un autre outil dans la boîte à outils en constante expansion du 21e siècle.

Quelle est la différence entre la fabrication additive et la fabrication traditionnelle ?

La fabrication traditionnelle fait référence à la pratique du moulage, de la sculpture et de l'usinage pour créer un produit, quel qu'en soit le volume. Le moulage par injection, l'usinage CNC et le moulage sont des pratiques courantes de la fabrication traditionnelle. Historiquement, une chaîne de production s'appuie sur un moule utilisé pour fabriquer de grandes quantités d'un produit unique, une pratique efficace et rentable qui permet aux entreprises de produire en masse dans leurs entrepôts.

La fabrication additive fait référence à la pratique de l'impression 3D industrielle, où, au lieu de sculpter, mouler ou couler un produit, vous le construisez couche par couche à l'intérieur d'une chambre d'impression 3D qui suit le chemin tracé par un fichier STL, comme une conception CAO (conception assistée par ordinateur). Les secteurs de l'espace et de l'aérospatiale, ainsi que les industries médicales et dentaires, ont largement adopté cette technologie en raison de ses capacités de personnalisation et de complexité.

Avantages et inconvénients de FA et de la fabrication traditionnelle

Avantages de la fabrication traditionnelle :

Production en grande quantité - la fabrication traditionnelle permet aux entreprises de produire rapidement un produit unique, créant ainsi une chaîne de production qui peut fonctionner 24 heures sur 24 et répondre efficacement aux demandes du marché.
Production rentable - la production de grands volumes permet de réduire le coût unitaire lorsque les chiffres de la production et de la demande sont élevés. Plus vous produisez avec la fabrication traditionnelle, moins chaque produit à fabriquer sera cher, en partie à cause de l'amortissement des coûts initiaux de l'outillage, comme un moule à injection.
Cohérence des pièces - la fabrication traditionnelle permet une grande cohérence des pièces, en répétant la même production automatisée avec peu d'écart par rapport à la conception d'origine.

Inconvénients de la fabrication traditionnelle :

Un gaspillage important de matériaux - le fait de sculpter ou de produire une unité singulière avec des méthodes de fabrication traditionnelles crée un gaspillage excessif. Soustraire de la matière pour atteindre le produit final est la façon dont on a toujours procédé - mais que se passerait-il si cette matière ne devait pas être gaspillée en raison des pratiques de fabrication traditionnelles ?
Peu de possibilités de s'écarter de la conception du prototype original - la fabrication traditionnelle repose sur la production du produit prévu et de l'outil utilisé pour estamper ou sculpter la conception. Une fois l'outil fabriqué pour la production, les lignes de production n'ont que peu ou pas de possibilités de modifier ou d'ajouter des éléments au prototype initial du produit.
Coût élevé pour des niveaux de production faibles à moyens - l'amortissement des dépenses initiales d'outillage sur l'ensemble de la production est essentiel pour réduire le coût par pièce. Sans un ordre de production important, le coût de fabrication de chaque article est plus élevé, ce qui pèse sur le résultat net en raison des dépenses de production.

Avantages de la fabrication additive :

Flexibilité des matériaux - la fabrication additive de polymères ou de métaux offre la possibilité d'imprimer avec plusieurs matériaux et de sélectionner le matériau optimal en fonction de ses propriétés et de ses caractéristiques qui conviennent à l'application prévue plutôt qu'en fonction de la disponibilité ou de la rareté du matériau. Les entreprises du secteur aérospatial, par exemple, peuvent ainsi alterner entre l'impression en titane (Ti64) et en aluminium (AlSi10Mg) en fonction de l'utilisation prévue de l'application.
Entreposage numérique et production en petites séries - la fabrication additive a inventé l'expression "entreposage numérique" pour décrire le fait qu'avec une bibliothèque de fichiers STL à portée de main, vous disposez d'un entrepôt dans votre ordinateur plutôt que dans une installation de stockage physique. La possibilité de décider de la quantité et de la nature des produits à imprimer permet d'accéder à des lignes de production limitées et de les satisfaire rapidement, plutôt que de redessiner la roue (ou l'étampe).
Personnalisation et consolidation des pièces - avec les fichiers STL, vous pouvez modifier le prototype ou la conception initiale et l'envoyer à l'imprimante en quelques minutes. Il n'est pas nécessaire de créer l'outil pour le produit, le laser et le fichier STL fonctionnent en tandem comme une carte guidée pour construire un produit complet. La conception à l'aide de FA permet également de consolider les pièces grâce aux capacités complexes de l'impression 3D.

Inconvénients de la fabrication additive :

Coût initial - le coût d'achat d'un système FA peut choquer les novices en matière d'impression 3D industrielle. L'achat d'un système de ce calibre représente un investissement substantiel pour la plupart des organisations, mais de la même manière que la fabrication traditionnelle amortit le coût initial d'une machine CNC ou d'un outil de moulage, le coût d'un système FA sera amorti au fil du temps grâce à la capacité d'imprimer et de changer les matériaux à la demande en fonction des spécifications de votre entreprise.
Post-traitement - le processus de lissage, de teinture et de finition des applications FA directement après leur fabrication peut nécessiter des outils et des équipements supplémentaires pour achever la production de la pièce de manière efficace. Bien que cela ajoute un peu de temps à la date d'achèvement de votre projet, cela permet à ceux qui ont des applications qui seront exposées d'atteindre l'aspect physique optimal pour leurs applications.
Restrictions concernant la taille de construction - Les volumes de construction des systèmes FA varient en fonction de la taille et ne s'adaptent pas à toutes les dimensions de l'application. En fonction de la complexité de l'application et si FA est la solution pour vous, notre organisation sœur, AMCM (Additive Manufacturing Customized Machines) peut modifier et construire un système EOS avec des spécifications supplémentaires telles qu'un volume de construction plus important, des lasers plus puissants et fine detail resolution (FDR).

Comment savoir quel processus vous convient le mieux

Les deux procédés présentent des avantages et des inconvénients - il s'agit de déterminer celui qui convient le mieux à votre application et à vos objectifs de production. Si vous fabriquez exactement le même produit simple en unités de masse, la fabrication traditionnelle comme le moulage par injection peut être l'approche de production la plus rationalisée. Si vous souhaitez personnaliser un produit, si vous avez des conceptions géométriques ou des structures internes complexes, ou si votre objectif de production est susceptible de s'étendre ou de se contracter au fil du temps, le site FA mérite d'être envisagé pour la fabrication à court et à long terme.

Un exemple de collaboration entre la fabrication additive et la fabrication traditionnelle au sein d'un atelier de production :

Casque Bauer Hockey REAKT

Lorsque Bauer a commencé à discuter d'une collaboration, elle était sceptique quant à la capacité de FAà passer du prototype à la production. Ils savaient que ce n'était pas la solution la plus rentable pour un produit de masse, mais ils savaient aussi qu'ils pourraient tirer profit de la popularité croissante de la personnalisation et qu'ils voulaient offrir un casque personnalisé fait pour une personne plutôt qu'un casque à taille unique. Bauer a accepté et prévoit d'élargir sa gamme de produits imprimés en 3D et sa production globale avec l'aide d'EOS Additive Minds et de l'équipe d'EOS. Digital Foam.

Si vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont FA peut augmenter vos capacités de production et votre portefeuille, contactez notre équipe commerciale pour discuter de vos options et de vos objectifs de production dès aujourd'hui.