Tisser la toile numérique pour une FA plus durable
Les solutions logicielles de Materialise favorisent une durabilité accrue tout au long du flux de travail en FA
Il n’est pas difficile de comprendre comment les technologies de FA sont utilisées par les fabricants pour devenir plus durables. Des conceptions plus efficaces, une production à la demande et une réduction des déchets matériels sont autant d’avantages écologiques que cette technologie offre par rapport aux procédés de fabrication traditionnels. Cependant, lorsqu’on examine la FA de plus près, il est également important de réfléchir à la manière dont les processus et les flux de travail additifs peuvent eux-mêmes être optimisés en matière de durabilité.
Selon la société belge d’impression 3D Materialise, une solution numérique adaptée pour la FA est essentielle pour libérer un potentiel de durabilité accru pour les utilisateurs. Comme nous le verrons en détail, l’intégration de données à chaque étape du processus de FA peut améliorer l’efficacité de multiples façons, notamment en réduisant les déchets, en améliorant l’efficacité énergétique, en concevant des pièces plus durables et en permettant des améliorations continues.
Réduire les déchets
L’un des principaux atouts de la FA est sa capacité à produire des pièces économiquement à la demande ou en petites séries. Cette capacité présente des avantages écologiques, car la production à la demande permet de réduire considérablement le besoin d’excédents de stocks et d’espaces de stockage. Cela a également pour effet de réduire les émissions liées au transport de grandes quantités de marchandises ainsi que les besoins en emballages.
Dans l’industrie des lunettes, par exemple, de plus en plus de marques se tournent vers l’impression 3D pour adopter un modèle économique plus durable. Faisant partie de l’industrie de la mode, responsable d’environ 10 % des émissions mondiales, l’industrie des lunettes fait face à des défis liés au modèle de la mode rapide. Les tendances évoluant rapidement, il est difficile pour les marques de répondre à la demande des consommateurs. De plus, lancer de nouveaux designs présente des risques en raison des ressources nécessaires, ce qui expose les marques à une surproduction, des pertes matérielles et financières.
Avec l’impression 3D, des marques émergentes trouvent une nouvelle voie. Par exemple, Odette Lunettes, une marque belge réputée pour ses montures uniques, utilise l’impression 3D pour accélérer la mise sur le marché de nouveaux designs tout en réduisant les déchets grâce à un modèle de production à la demande.
La collection Odette Lunettes X Tom Boonen illustre parfaitement cette dynamique plus durable. Les montures, imprimées en 3D à partir d’Ultrasint PA11 biosourcé, sont personnalisées pour chaque client et fabriquées à la demande, réduisant ainsi le risque de surproduction. Grâce à un processus numérique optimisé et aux capacités de la FA, cette solution a été mise en œuvre en seulement deux mois avec l’aide de Materialise.
« La durabilité doit être au cœur de votre marque », déclare Eline De Munck, fondatrice d’Odette Lunettes. « Avec l’impression 3D et le PA11, nous tenons cet engagement en produisant des montures à la fois élégantes et durables. »
Une efficacité de production accrue
Les outils logiciels numériques jouent également un rôle essentiel pour garantir que les processus de production basés sur la FA soient efficaces et fiables. Soyons honnêtes : il n’y a rien de durable dans un processus d’impression 3D incohérent, truffé d’erreurs et produisant des pièces défectueuses. Comme le résume Materialise : « Quelle que soit la technologie utilisée, il est possible de réduire la quantité de matériau consommé et l’énergie utilisée par vos machines grâce à des outils d’automatisation logicielle. »
Plus précisément, des outils de fil numérique comme Magics Nester permettent aux utilisateurs de SLS d’intégrer davantage de pièces dans un seul cycle d’impression sans compromettre la qualité, maximisant ainsi l’efficacité des matériaux et des processus. Par ailleurs, e-Stage offre des avantages durables, notamment une consommation réduite de résine grâce à des supports minimisés, ainsi qu’une préparation et une finition des données plus efficaces.
Le prestataire coréen de services d’impression 3D GLUCK, spécialisé dans la production de robots humanoïdes, considère les logiciels de Materialise comme essentiels à son processus de production. La suite d’impression 3D Magics simplifie la gestion des données tout au long du flux de travail de FA, tandis que le module e-Stage for Resin permet à GLUCK de générer automatiquement des structures de support optimisées pour une consommation minimale de matériaux, une facilité de retrait et, bien sûr, un meilleur maintien des pièces.
Alors que l’entreprise augmente sa production avec l’ajout de 50 nouvelles imprimantes 3D SLA et vise à offrir des services de production de masse à la demande, les logiciels de Materialise, y compris les outils de gestion et d’assurance qualité, continueront de soutenir cette montée en échelle tout en maintenant le bon fonctionnement de leurs activités. Cela permettra de réduire les échecs d’impression, économisant ainsi énergie, temps et matériaux. « Nous avons eu 3 000 clients l’année dernière et il était difficile de les gérer efficacement » a déclaré GLUCK. « Grâce aux solutions logicielles de Materialise, nous avons réussi à maintenir un flux de production stable, fiable et de haute qualité. »
Conception durable
La liberté de conception est évidemment un facteur clé lorsqu’il s’agit du potentiel durable de la FA. Maximiser les avantages écologiques des conceptions plus efficaces nécessite une connaissance approfondie de la conception pour la FA (DfAM). Dans de nombreuses industries, comme l’aérospatiale, l’objectif est de réduire le poids des pièces, ce qui améliore l’efficacité énergétique. Dans d’autres secteurs, la conception en FA ouvre la voie à des solutions écologiques totalement inédites.
Par exemple, chez CMB.TECH, l’objectif est de décarboner le transport maritime. L’entreprise développe une technologie de combustion duale hydrogène-diesel permettant de convertir les moteurs diesel en moteurs bi-carburants. Un composant essentiel de ce système est une bague d’injection en aluminium imprimée en 3D, qui aspire l’hydrogène dans la chambre de combustion. Ce composant, fabriqué grâce à la technologie SLM, ne pèse que 654 grammes et coûte 25 % de moins à produire qu’une pièce coulée. Sans parler de son design complexe, impossible à réaliser autrement qu’en FA. D’un point de vue durable, ce composant permet une réduction allant jusqu’à 80 % des émissions de CO2 des moteurs diesel traditionnels dans les camions. Lors de la phase de prototypage, de l’évaluation des designs et de la fabrication des pièces finales pour convertir une flotte de camions, CMB.TECH a collaboré étroitement avec les experts en fabrication de Materialise et son service professionnel Onsite.
Du point de vue du fil numérique, les logiciels de flux de travail de Materialise, y compris sa solution de gestion CO-AM, permettent aux fabricants de passer sans encombre de la phase de conception à la production à grande échelle, facilitant ainsi la création de pièces plus durables. Cette solution de fil numérique peut également s’intégrer dans les infrastructures de production existantes.
Retour continu pour une amélioration constante
Avec une architecture de fil numérique en place et toutes les étapes du cycle de vie du produit connectées, un grand volume de données peut être exploité. Par exemple, ces données peuvent fournir des informations cruciales sur les points forts de vos processus ainsi que sur les inefficacités et les problèmes à résoudre. En d’autres termes, ces données servent de retour d’information continu, permettant aux fabricants d’améliorer constamment leurs processus pour atteindre des objectifs importants, comme les cibles de durabilité.
« Ces données sont particulièrement utiles lors du développement de nouveaux matériaux et procédés, un domaine auquel nous sommes également engagés chez Materialise, » déclare l’entreprise. « Nous utilisons des solutions comme CO-AM et Quality & Process Control au sein de notre propre organisation pour centraliser les données de construction, de processus et de qualité. En faisant de même, vous pouvez identifier les écarts de qualité, les anomalies et les défauts dans vos processus. Transformez ces données en informations exploitables, et vous serez sur la bonne voie. »
En fin de compte, une compréhension basée sur les données de vos processus de production est essentielle pour débloquer une durabilité accrue à long terme, dans tous les aspects mentionnés précédemment. Cela permettra aux utilisateurs de FA de maximiser véritablement les avantages écologiques inhérents à cette technologie, tels que la réduction minimale des déchets matériels, des conceptions efficaces et une production à la demande.
Si vous cherchez un soutien pour construire un fil numérique solide pour votre flux de production en FA, Materialise offre également son expertise. « Nous sommes là pour vous accompagner, » conclut l’entreprise. « De la sélection des bons logiciels pour votre organisation à l’identification des applications qui soutiennent le mieux vos objectifs de durabilité ou à l’augmentation de la production en série, vous pouvez compter sur nos experts. »
Cet article a été initialement publié dans l’eBook VM Focus Sustainability AM de VoxelMatters. Lisez ou téléchargez l’eBook complet gratuitement via ce lien.
