La technologie développée par Markforged avec la Metal X est novatrice et permet de nombreuses nouvelles applications, il est cependant important de connaître quels types de pièces sont les mieux adaptées à l'imprimante métal. Nous allons développer dans cet article les facteurs à prendre en compte pour imprimer avec la Metal X.
Avant de se plonger sur la Metal X, il est important de détailler les avantages à utiliser la fabrication additive.
On entend souvent que l'impression 3D est plus lente que l'usinage, cela peut être vrai si on prend en compte seulement les temps d’impression vs les temps d’usinage. Mais il y a d'autres facteurs dans l'équation comme la gestion des temps d'attente, le paramétrage du logiciel, ...
Par exemple, imprimer une pièce avec la Metal X peut prendre entre 1 et 2 jours en comptant le processus entier (impression, déliantage, frittage). Vous n’avez cependant pas besoin de gérer les listes d’attentes l'imprimante le fait automatiquement, vous n'avez pas besoin d'un responsable de production, l’imprimante travaille seule et de manière autonome même le week-end.
Enfin il y a la courbe des coûts de l’impression 3D : la courbe est plate, ce qui veut dire que le coût des impressions est plus ou moins le même en fonction de la quantité imprimer.
A contrario l’usinage a un coût de fabrication très élevé en petite quantité, plus les quantités augmentent plus le coût unitaire diminue.
Ce genre de courbe presque plate rend très intéressant l’impression de pièces détachées pour outillage par exemple. A contrario la Metal X n'est pas faite pour réaliser des pièces en grande série.
On peut difficilement se tromper lors de l'impression de pièce. Il faut malgré tout prendre en compte qu'il est déconseillé d'imprimer des pièces qui sont conçues pour d'autres procédés de fabrication. Il est fortement conseillé de concevoir des pièces adaptées aux avantages et contraintes des machines.
Pour la Metal X, nous avons d'ailleurs établi un guide de conception regroupant toutes les bonnes pratiques et conseils à prendre en compte lors de la conception de pièce.
Comme vu au début de l'article, le cas Black & Decker est vraiment parlant car l'entreprise n'a pas simplement utilisé le design existant pour l'imprimer sur la Metal X. Ils ont adapté le design pour tirer un maximum des possibilités de l'imprimante.
Par exemple, pour le trou de la pièce Black & Decker il a été conçu en forme de goutte d’eau afin d’être facilement imprimable avec la Metal X. Cela réduit grandement la quantité de support et déliantage de la pièce. Juste en modifiant légèrement la forme de la pièce.
Il est également déconseillé d'imprimer des pièces qu'il est possible d'acheter en magasin (tiges, boulons, ...). Les processus de fabrication seront forcément plus chers avec la Metal X. Tout ce que vous pouvez acheter facilement en magasin n’est pas spécialement rentable à imprimer.
Même si la Metal X imprime des pièces très résistantes, cela n'empêche pas de pouvoir réaliser des prototypages. L'agilité offerte par l'impression 3D permet d'améliorer le design de ses pièces très rapidement et à moindre coût. La Metal X ne déroge pas à la règle.
Les moules à injection sont un bon exemple pour le prototypage : si vous souhaitez réaliser un changement significatif à votre moule, cela peut vous coûter très cher. Dans ce domaine l’impression 3D offre un réel avantage.
La Metal X est capable d'imprimer trois métaux différents (l'acier inoxydable 17-4 PH, l'acier à outils A2 et l'acier à outils H13). Avoir la possibilité d'imprimer trois métaux différents ouvre de nouvelles opportunités d'impression. Voyons un peu plus en détails les pièces imprimables avec les différents matériaux :
Exemple de pièces imprimées en acier à outils H13
Ici une pièce en A2 a été imprimée afin de réaliser des opérations d'emboutissage.
Pour conclure, nous pouvons dire que plus la complexité géométrique de la pièce augmente, plus c'est intéressant de l'imprimer en 3D.
Il est également nécessaire de réaliser des fichiers optimisés pour la fabrication additive. En prenant connaissance du guide de conception spécial Metal X, vous aurez une meilleure approche des possibilités de l'imprimante. Ce guide reprend des données fondamentales comme l'épaisseur minimum des parois, l'angle de porte à faux maximum à respecter, ...
Avant de se lancer, il est nécessaire de se demander pourquoi je souhaite imprimer cette pièce en 3D et prendre en compte les facteurs de coûts, rapidité d’exécution, de géométrie, etc.
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