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Empilage : Des avantages supplémentaires pour une mise en œuvre réussie, 1ère partie

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Lorsque les gens développent de nouvelles applications d’impression 3D, ils recherchent souvent un avantage que l’additif présente par rapport aux pièces conventionnelles. Nous sommes presque toujours plus chers que la fabrication conventionnelle, et nous sommes certainement plus compliqués. Pour que cela en vaille la peine, des processus, des produits ou des modes de fabrication entiers doivent être créés spécifiquement pour mettre en œuvre notre technologie. Dans de nombreux cas, les avantages de l’additif sont si convaincants que toute résistance institutionnelle est balayée. Souvent, cependant, ce n’est pas aussi évident.

Dans de nombreux cas, il est difficile de convaincre les gens de se lancer dans l’impression 3D lorsque les analyses de rentabilité sont confuses ou incomplètes. En conséquence, les entreprises ont du mal à mettre en œuvre l’impression 3D, et lorsque nous nous penchons sur cette question, nous pouvons discerner certains facteurs majeurs qui retardent ou bloquent les mises en œuvre. L’un de ces facteurs est que l’entreprise s’engage dans une voie qu’elle n’aurait pas dû emprunter. C’est comme battre un cheval mort ou élever un éléphant blanc. Soit tout le monde sait qu’il faut tuer quelque chose mais personne ne veut le dire au patron, soit tout le monde est en mode pensée collective et personne ne se rend compte que l’éléphant ne peut pas réaliser les rêves collectifs placés sur ses hautes épaules. Nous pouvons, bien sûr, atténuer les échecs ou les corriger en cours de route, mais nous pouvons aussi éviter de faire des erreurs.

L’un des moyens d’y parvenir est d’être plus prudent dans le choix des pièces, des applications ou des industrialisations à entreprendre en premier lieu. Si nous examinons les mises en œuvre réussies de l’impression 3D, nous pouvons discerner grosso modo cinq catégories qui ont connu un grand succès : les petites pièces uniques, les pièces perturbatrices, le processus d’introduction, les pièces de contournement et l’empilage.

Petites pièces uniques

E-shell material hearing aid shells created on a Perfactory print platform

Coques d’appareils auditifs en matériau E-shell créées sur une plateforme d’impression Perfactory. Image reproduite avec l’aimable autorisation d’EnvisionTEC.

L’exemple le plus réussi de cette catégorie est celui des prothèses auditives. Dans le domaine des appareils auditifs intra-auriculaires, l’impression 3D a profité aux fabricants d’appareils auditifs en étant moins chère pour fabriquer des appareils auditifs à forme unique. Le processus pour les magasins d’appareils auditifs était facile à gérer et consistait à numériser une empreinte en cire. Pour l’utilisateur, l’appareil auditif plus confortable a amélioré sa qualité de vie et son expérience globale du produit. En outre, cela a permis à l’entreprise de se différencier, de produire à la demande, d’avoir une chaîne d’approvisionnement numérique où le scan leur était envoyé et où l’appareil auditif était renvoyé au magasin. Le logiciel a permis une grande automatisation, tandis que la présence d’un humain dans la boucle a permis d’éviter les erreurs et de placer l’électronique de manière optimale dans la coquille.

Le coût des pièces de la coque était très faible. La fabrication pouvait être effectuée par une seule personne sur son bureau. Bien qu’il y ait encore un peu de travail manuel, c’est suffisamment efficace pour bien fonctionner pour cette application. La résistance du matériau n’est pas phénoménale, mais c’est très bien pour cette application, où un ajustement et une finition en douceur étaient primordiaux. Dans le secteur des appareils auditifs ITE, une avance précoce pour certains a conduit à une adoption plus large, et en peu de temps, les autres méthodes de fabrication ont été balayées, et l’impression 3D a dominé ce secteur. En résumé, nous pouvons conclure que pour les petits dispositifs personnalisés de masse qui s’adaptent au corps, l’impression 3D est un excellent argument commercial si les matériaux sont performants et si le rapport coût-efficacité est bon.

Pièces perturbatrices

3D printed dental aligners.

Aligneurs dentaires imprimés en 3D. Image reproduite avec l’aimable autorisation de SprintRay.

Le meilleur exemple est Invisalign, où une nouvelle façon d’envisager la correction des dents n’a été possible que grâce à l’impression 3D. Environ 240 000 moules Invisalign sont imprimés en 3D chaque jour, puis thermoformés pour fabriquer des inserts en silicone. Cela dure depuis des années sans que l’on ait adopté l’impression 3D directe de silicone ou que l’on ait essayé de faire entrer une résine imprimée en 3D dans la bouche des gens. Ces deux facteurs, à mon avis, ont pu mettre en péril et retarder la mise en œuvre de n’importe quel autre système. Néanmoins, Invisalign a dépassé l’industrie existante des appareils dentaires et est aujourd’hui une entreprise dont le chiffre d’affaires s’élève à 2,4 milliards de dollars et qui est rapidement copiée par de nombreuses autres entreprises. Invisalign a connu le succès parce qu’il est possible de créer une géométrie unique, sûre et confortable à porter. En tenant compte de l’expérience de l’utilisateur et du confort, une nouvelle façon de corriger les dents est devenue une entreprise extrêmement perturbatrice.

Pièces détachées

Le meilleur exemple en est la solution d’outillage de moule en fibre de HP. Dans ce cas, un outil de moule MJF en polymère peut être produit rapidement pour les entreprises d’emballage de fibres. Cet outil est plus performant que ses homologues conventionnels car le flux qui le traverse est meilleur. Il peut également entraîner une réduction des temps d’arrêt en étant plus rapide à concevoir et à fabriquer ; l’outil peut également être moins cher et plus rapide à mettre en œuvre par les clients. En offrant aux clients une plus grande flexibilité, l’outil peut également les amener à réagir plus rapidement à une défaillance de l’outil ou à embarquer un client plus vite, ou encore à être plus compétitifs car les délais sont plus courts. À cette multitude d’avantages commerciaux s’ajoute le fait que le prix de l’outil est avantageux et qu’il est facile à mettre en œuvre. La commande est simple, et l’outil peut être simplement déposé à la place de l’outil conventionnel. Pas de conception 3D, pas de DFAM, pas d’achat d’imprimantes 3D, juste un service rentable pour faciliter la vie du client. Cette approche réduit considérablement le coût et le temps d’adoption de la technologie additive dans l’industrie et, à mon avis, elle devrait être la norme.

Pièces pour le Sidestep

A carbon fiber polyamide jig made by Stratasys.

Un gabarit en fibre de carbone et polyamide fabriqué par Stratasys. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Stratasys.

Les gabarits et les montages en sont le meilleur exemple. Obtenir des additifs pour l’automobile est un cauchemar. Les négociations prennent des années ; ils sont agressifs sur les prix, ont besoin de beaucoup de volume et ont des normes exigeantes. Il y a beaucoup de processus à réaliser et de cases à cocher pour les fournir. Et puis vous rejoignez souvent une sorte de troupeau perdu de fournisseurs qui se battent pour travailler ensemble afin que tout fonctionne. Les normes de sécurité sont élevées ; ils sont habitués à des temps de montage beaucoup plus longs et à des machines beaucoup plus fiables. S’adresser directement à l’industrie automobile est donc un cauchemar dans lequel vous devez marcher pendant sept ans.

Pendant ce temps, Hans dit à Dieter : je peux en fabriquer un sur mon Ultimaker. Il le conçoit, l’imprime et apporte le dispositif au bureau. L’équipe l’utilise et l’adore, elle leur fait gagner du temps et de l’argent, la patronne l’adore et elle en achète un. Et le virus se propage dans l’entreprise. Voyez comme c’est facile ; c’est presque le chemin de moindre résistance.

Dans le prochain article, nous parlerons de l’empilage.

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