Production

Au cours du processus de fabrication AM, le logiciel Assure de Velo3D suit une validation couche par couche de l'atmosphère, des consommables et de l'état du lit de poudre pour garantir la qualité des pièces. Image gracieuseté de Velo3D.

Comme dans le cas des constructions de fabrication additive à l’échelle de la production, un point délicat est la cohérence et la qualité des pièces imprimées en 3D, en particulier pour les industries hautement réglementées telles que l’aérospatiale et la défense. Pourtant, les progrès dans les systèmes de surveillance du matériel et les logiciels de contrôle des processus, associés aux innovations émergentes en matière d’intelligence artificielle (IA) et de surveillance in situ, commencent à atténuer les obstacles persistants liés à la qualité, ouvrant la voie à une adoption plus large de la fabrication additive (FA).

Le contrôle qualité est un problème pour chaque méthode de fabrication, mais la fabrication additive a des préoccupations différentes et plus complexes. Contrairement à un processus de fabrication traditionnel comme le fraisage à commande numérique par ordinateur (CNC) où le matériau reste homogène partout, la fabrication additive crée simultanément des pièces et des matériaux. Par conséquent, les pièces fabriquées avec des méthodes de fabrication traditionnelles sont produites avec des niveaux plus élevés de cohérence une fois que certaines normes de matériaux sont établies et vérifiées. En comparaison, la FA est plus sensible à la variabilité des pièces et des matériaux étant donné la double fonction du tirage.

"Avec la FA, vous pouvez tester une géométrie et obtenir certains paramètres de matériau, puis imprimer correctement une pièce différente et obtenir différentes propriétés de matériau", explique Niall O'Dowd, fondateur et PDG de Phase3D, qui commercialise une solution d'inspection en temps réel pour la qualité. contrôle des pièces imprimées en 3D. « Orientation différente des pièces dans une chambre de fabrication, impression dans différents emplacements physiques, voire différentes personnes orchestrant un travail d'impression : ces variables entrent dans les propriétés des matériaux et les performances des pièces d'une manière complexe et mal comprise dans l'ensemble de l'industrie. »

L’absence de normes de qualité d’impression 3D universellement reconnues, associée à un bassin restreint d’experts correctement formés aux pratiques d’assurance qualité pour les technologies de FA encore relativement naissantes, ont aggravé le problème et continuent de freiner l’adoption de la FA à l’échelle de la production. À mesure que la FA mûrit, de nouvelles capacités mettent de côté certains problèmes d'assurance qualité (AQ), mais la plupart des systèmes actuels doivent encore être architecturés avec un niveau de contrôle et de validation des processus qui se prête à un contrôle qualité formel et standardisé, disent les experts.

L'absence de normes convenues oblige les premiers à adopter les technologies de fabrication additive dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile et les dispositifs médicaux, à créer leurs propres systèmes et processus de gestion de la qualité sur mesure. Certes, les pratiques d'assurance qualité personnalisées font le travail, mais elles ne sont pas facilement transférables entre les collaborateurs de l'industrie et même au sein de différents départements et sites de fabrication au sein d'une même entreprise.

De nombreuses entreprises se tournent vers la fabrication additive comme méthode de production, en partie pour effectuer une fabrication plus localisée et pour résoudre les problèmes de chaîne d’approvisionnement qui ont éclaté pendant la pandémie. Mais l’établissement et la mise en œuvre de pratiques d’assurance qualité sur mesure sont coûteux et prennent du temps, ce qui, dans de nombreux cas, annule les avantages de la fabrication additive de production sur la chaîne d’approvisionnement.

« L'ensemble du scénario entrave l'adoption », dit O'Dowd. « Les entreprises ont adopté la fabrication additive pour résoudre les problèmes de chaîne d'approvisionnement et obtenir des pièces rapidement. Pourtant, si elles doivent passer un mois ou plus à tester une pièce, cela peut vraiment nuire aux délais. »

Les appels à des capacités d’assurance qualité améliorées pour les imprimantes 3D trouvent un écho, en particulier parmi les fournisseurs du secteur de la fabrication additive métallique et ceux disposant de systèmes ciblant les applications de production. De nombreux fabricants d'imprimantes 3D améliorent leurs plates-formes avec des caméras embarquées, des technologies optiques et des algorithmes de vision industrielle pour améliorer le contrôle de l'imprimante ; d'autres introduisent des capacités de surveillance in situ, qui surveillent les travaux d'impression couche par couche en temps réel pour détecter les anomalies et potentiellement lancer des actions pour éviter le gaspillage de matériaux, de temps et d'argent.

L’utilisation accrue de simulations plus puissantes au début de la phase de conception gagne également en popularité comme moyen de promouvoir les pratiques de conception pour la fabrication additive (DfAM) qui améliorent la qualité des pièces. Dans le même temps, les plates-formes logicielles de gestion de la qualité et DfAM sont continuellement améliorées pour faciliter la détection des anomalies, planifier des versions plus efficaces et permettre des contrôles plus granulaires du matériel d'impression avancé pour affiner les paramètres d'impression.