Des prototypes aux protéines, l'impression 3D s'impose

Le processus d'impression 3D modifie rapidement la façon dont les entrepreneurs conçoivent leurs cycles de production. Historiquement, l'impression 3D a été utilisée pour accélérer le processus de création de prototypes, mais comme la technologie a évolué, l'impression 3D a fait son chemin dans de grandes industries comme l'aérospatiale et les domaines biomédicaux. Les imprimantes 3D ont encore un long chemin à parcourir avant d'être perfectionnées, mais leur adoption accrue par les entreprises, grandes et petites, a marqué un changement de mentalité pour les entreprises, tant au stade de la conception que de la production. Pour en savoir plus sur la façon dont la technologie d'impression 3D affecte les entreprises aujourd'hui et dans le futur, Mobby Business a parlé aux ingénieurs et aux entrepreneurs des possibilités offertes par les imprimantes 3D.

Impression 3D

est l'impression 3D? C'est le processus par lequel les modèles numériques tridimensionnels sont transformés en objets physiques en utilisant une imprimante 3D. Travaillant en tandem avec un logiciel informatique, l'imprimante 3D lit un fichier .STS numérique sur un ordinateur et utilise ensuite un filament ou une résine pour rendre la représentation numérique dans un matériau tangible, couche par couche.

Les imprimantes 3D utilisent une variété de matériaux , y compris les plastiques et les polymères, l'acier, le titane, l'or et la céramique. Cette polyvalence signifie que les modèles imprimés en 3D peuvent être utilisés pour tout, des sculptures artistiques aux composants de l'avion. Certaines imprimantes 3D peuvent même imprimer des protéines et des produits chimiques, ce qui permet aux appareils de créer des aliments et des médicaments.

"Je ne pense pas qu'il existe aujourd'hui un composant qui ne soit pas touché par l'impression 3D. Mark Cola, président et PDG de Sigma Labs, société d'impression 3D et d'assurance qualité

La plupart des experts s'accordent à dire que des développements majeurs dans l'impression 3D ne sont que quelques années à venir et que ces avancées révolutionneront pensez à la fabrication et à leurs chaînes d'approvisionnement. Jetons d'abord un coup d'œil sur les façons dont les entreprises utilisent déjà les imprimantes 3D.

Applications pour imprimantes 3D

Prototypage

L'une des utilisations les plus anciennes des imprimantes 3D est la création rapide et efficace de prototypes. Depuis que les imprimantes ont été inventées en 1983, les entreprises ont utilisé l'impression 3D afin d'obtenir un modèle fonctionnel du produit final désiré, soit pour tester le concept ou pour le présenter aux futurs investisseurs.

"Avant de l'appeler impression 3D, a été appelé le prototypage rapide », a déclaré Greg Paulsen, directeur de l'ingénierie de projet pour le fabricant tiers Xometry. «Avant, c'était considéré comme un moyen de se rapprocher suffisamment d'un modèle fonctionnel.»

Maintenant, ça change. Alors que les entrepreneurs utilisent encore volontiers l'impression 3D pour le prototypage, la technologie est devenue plus accessible et adaptable, conduisant à de nouvelles applications.

Faible volume de fabrication

Bien que les imprimantes 3D puissent être lentes, elles sont très performantes Besoins de production de volume. Tout comme avec le prototypage, si un entrepreneur est prêt à lancer un nouveau produit et n'est pas certain de la demande, il ou elle peut imprimer une petite quantité pour tester les eaux. La production à faible volume est également courante quand il s'agit de dispositifs médicaux, par exemple lorsque les fabricants créent, testent et remanient leurs produits pour les optimiser.

"Quand les petites entreprises développent de nouveaux produits et doivent en faire 50 Pour apporter à un salon, l'outillage pour la fabrication traditionnelle peut être très coûteux », a déclaré Doug Collins, propriétaire d'Avid 3D Printing. «Ils n'ont peut-être pas le capital nécessaire pour s'attaquer à la fabrication traditionnelle: les imprimantes 3D permettent une production à faible volume sans investissement, ce qui leur permet d'économiser ce capital pour d'autres tâches importantes, comme le marketing.»

Pièces mécaniques

Une autre utilisation bénéfique pour les imprimantes 3D est la création de pièces mécaniques, que ce soit pour la vente dans de grandes industries ou pour des réparations personnelles. De nombreux produits d'impression 3D ne sont pas vendus directement aux consommateurs, mais sont créés par des entreprises (ou des sous-traitants tiers) en tant que composants d'un projet plus vaste. Un exemple est la buse de carburant imprimée en 3D de GE Aviation, qui sera ajoutée aux moteurs d'avion CFM LEAP de la société.

Les petits ateliers d'usinage ou les particuliers souhaitant effectuer des réparations domiciliaires peuvent également utiliser les mêmes techniques pour leurs projets. L'impression 3D a rendu beaucoup plus facile la reproduction de pièces pour des machines qui ne seraient plus en production ou qui prendraient trop de temps à arriver.

«J'ai grandi dans une petite ville d'environ 5 000 habitants. et il a souvent besoin de pièces spécifiques qui ne sont pas immédiatement disponibles », a déclaré Brent Hale, propriétaire du site Web d'impression 3D 3D Forged. "Plutôt que d'avoir à sortir de la ville pour obtenir une pièce unique, ou au lieu d'avoir à attendre des semaines pour une pièce personnalisée, si mon beau-père ou le petit magasin local ont une imprimante 3D, il peut acheter le des schémas imprimables pour la pièce dont il a besoin directement du fabricant - ou les concevoir lui-même - les télécharger sur l'imprimante 3D, et avoir sa nouvelle pièce sans avoir à quitter la ville ou attendre des semaines avant que la pièce lui soit expédiée. Biomédical

Un aspect particulièrement excitant de l'impression 3D est la capacité d'imprimer des dispositifs biomédicaux spécifiquement adaptés aux individus. Par exemple, certaines entreprises développent des prothèses personnalisées imprimées en 3D pour les amputés; ces prothèses sont conçues pour être beaucoup plus confortables pour l'utilisateur

"[Les ingénieurs biomédicaux sont] des composants d'impression 3D pour les personnes qui correspondent mieux à leurs caractéristiques que les composants standard", a déclaré Cola. "Je pense que cette technologie est davantage orientée vers la performance et le côté athlétique, où les athlètes retrouvent leur niveau de performance après des blessures, ou même améliorent leurs performances avec des composants 3D adaptés à leurs besoins."

D'autres utilisations remarquables de l'impression 3D dans le secteur des soins de santé sont les efforts continus pour développer des organes imprimables pour les patients ayant besoin de greffes et l'impression de produits chimiques et de protéines pour développer de nouveaux médicaments.

Conception

produit, ils doivent garder à l'esprit les limites du processus de production. Les imprimantes 3D sont capables de créer des pièces qui ne seraient pas réalisables auparavant en utilisant des techniques de fabrication traditionnelles. Cela ouvre un monde entièrement nouveau dans la phase de conception, ce qui peut conduire à des produits et composants plus performants et plus efficaces.

"Je pense que la partie passionnante du point de vue de l'ingénierie est la façon dont cela change notre façon de concevoir les pièces. Collins a dit. "Nous avons cette toute nouvelle approche du design, c'est une période excitante du point de vue de la conception."

"Cela ouvre votre esprit à tout ce que vous pouvez faire avec", a déclaré Paulsen. «J'aimerais vraiment retirer cette technologie du piédestal et dire:« C'est un processus de fabrication normal », comme tout le reste.»

Droits d'auteur et impression 3D

À mesure que les imprimantes 3D prolifèrent, les moyens de la reproduction de la propriété intellectuelle protégée le fait également. Roy Kaufman, directeur général de nouvelles entreprises à Copyright Clearance Center, est un avocat de brevets et de droits d'auteur de formation, et il a averti que l'industrie manufacturière pourrait approcher son «moment de Napster». Il entendait par là l'expérience de l'industrie du divertissement lorsque la musique et les films pouvaient être rapidement reproduits et piratés sur Internet.

«Je pense que nous allons voir, comme nous le voyons avec presque toutes les technologies, deux choses se produire: Les choses deviennent moins chères, et elles vont mieux ", a déclaré Kaufman. «Au fur et à mesure que la qualité des imprimantes s'améliore, les matériaux disponibles pour l'impression s'améliorent et, au fur et à mesure que les coûts diminuent, vous arrivez à ce moment -« l'instant Napster ». [C'est] quand les moyens de reproduction sont maintenant si diffus, la capacité de reproduire à moindre coût a été tellement étendue, que vous ne pouvez plus vraiment faire valoir vos droits entièrement avec les lois existantes sur la propriété intellectuelle. >Ce moment pourrait venir aussi rapidement que dans trois ans, at-il dit, ou il pourrait ne pas venir du tout. Cependant, le simple fait que les imprimantes 3D soient devenues si répandues en fait un scénario plausible qui nécessite une planification stratégique appropriée, a-t-il dit. Kaufman a suggéré d'isoler votre entreprise en garantissant votre chaîne d'approvisionnement et la qualité du produit qui va avec.

"[Le consommateur] pourrait payer une prime pour l'assurance de la chaîne d'approvisionnement", at-il dit, "mais sachez que ce n'est pas seulement ce à quoi [le produit] ressemble, mais c'est bien, les tests et la certification deviendront plus importants. "

Dans ces développements majeurs, il y a aussi des opportunités. L'impression 3D permettra aux fabricants de concéder sous licence les droits sur leurs conceptions, qui pourraient être téléchargés au preneur de licence pour l'impression 3D. La technologie pourrait également aligner davantage les niveaux de production sur la demande, économisant ainsi sur les coûts de production, d'expédition et de stockage.

"Si vous regardez une pharmacie typique, par exemple, ils ont tous ces médicaments avec une date de péremption et Espérons que quelqu'un viendra et aura besoin d'une ordonnance avant d'avoir à le jeter ", a déclaré Kaufman. "Ils paient pour le stocker, payer pour le sauver et peut-être même le garder dans un entrepôt central.

" Mais imaginez que votre CVS local puisse tout imprimer sous licence, et obtenir les produits chimiques de la pharmacie compagnie, et peut-être même [la] machine. L'entreprise n'a pas à faire des choses qui pourraient ne jamais être prises, n'a jamais à les expédier et n'a jamais à les stocker. Tout peut être fabriqué au besoin. "

Il reste à voir comment l'impression 3D évoluera, mais tous les experts qui ont parlé à Mobby Business se sont mis d'accord sur une chose: ce que le monde a vu jusqu'à présent seulement le début.

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