L'impression 3D entre dans la main-d'œuvre nord-américaine à RAPID + TCT 2023

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En tant que principal salon professionnel en Amérique du Nord dédié à l'impression 3D, RAPID + TCT représente un aperçu unique du développement de l'industrie de la fabrication additive (FA) sur le continent. L'événement de cette année a présenté la dernière étape de l'évolution du secteur : l'intégration dans l'écosystème de la production industrielle. La technologie n'est plus un stage en tant qu'outil de prototypage, ni un apprenti de gabarit et de montage d'entrée de gamme. La fabrication additive entre dans la main-d'œuvre manufacturière pour produire des composants finaux.

Cela a été en partie démontré par les présentations faites lors de l'événement. Des discussions comme "Considérations réglementaires pour l'impression 3D en milieu hospitalier" ne visaient pas simplement à qualifier les éléments imprimés en 3D et à prouver la technologie. Au lieu de cela, ils étaient plus nuancés. Par exemple, le Dr Jonathan Morris, neurologue à la Mayo Clinic, a noté que l'industrie est au niveau où elle collabore activement avec la Food and Drug Administration des États-Unis pour s'assurer que la FA est intégrée dans les soins de santé, de plus en plus au point de se soucier.

"Je pourrais dire que pour notre institution, qui je pense est une grande usine de fabrication au point de service, nous avons marché en quelque sorte étape par étape, main dans la main avec la communauté de la FDA, en construisant vers cela, donc il n'y a pas de choc à venir et de dire: "Hé, arrête tout"", a déclaré Morris. "La FDA a été fantastique de travailler avec elle car elle voit également les besoins du patient et son risque pour le patient et essaie de trouver un équilibre", a-t-il déclaré. "Je pense que c'est la prochaine évolution et j'espère que les cliniciens ont été à la table pour aider peut-être une partie de cela, afin que nous puissions parvenir à un accord commun."

Alors que les événements passés auraient consisté à convaincre les participants que la fabrication additive est prête à fabriquer des pièces d'extrémité, la « perturbation de la base industrielle » consistait à imprimer en 3D des coques de réservoir entières sans joints. Le général de division Darren Werner n'était pas dans l'auditoire pour demander comment prouver que l'impression 3D pouvait être utilisée pour des composants critiques. Il menait en fait la discussion sur un projet qu'il avait lancé lorsqu'il a contacté la PDG de MELD, Nancy Hardwick, pour voir si sa fabrication additive par friction et agitation pouvait être utilisée pour produire des coques de réservoir.

"La fabrication additive permettra la création d'outils et d'accessoires d'impression à la demande pour permettre une mise à niveau rapide et efficace ou la création de nouvelles installations de production entières. Dans le cadre de cette nouvelle plate-forme, nous pouvons commencer à traiter des pièces forgées ou coulées beaucoup plus grandes afin pour atténuer certains des problèmes de chaîne d'approvisionnement qui les affligent souvent », a déclaré Werner. "Leur taille de production ne sera plus un obstacle, et la création de géométries plus complexes que jamais réalisables dans le moulage ou le forgeage traditionnel nous permettra d'améliorer et d'optimiser les pièces à mesure que nous progressons."

C'est peut-être le stade actuel de la technologie qui a vu deux acteurs majeurs de la FA sauter l'événement de cette année. Carbon et Desktop Metal se sont abstenus d'assister à RAPID + TCT. Bien qu'il soit possible qu'ils préfèrent exposer dans des salons dédiés à la fabrication industrielle, plutôt que dans un salon dont les racines sont dans le prototypage rapide, il est plus probable que les deux sociétés réduisent leurs dépenses en période d'incertitude financière, compte tenu des mesures de réduction des coûts Carbon et Desktop Le métal a pris l'année dernière.

Un modèle R2D2 imprimé en 3D à l'aide de la technologie MELD.

Cela a permis aux petites entreprises à croissance rapide comme MELD et Foundry Lab de se démarquer. Ces deux-là avaient les technologies les plus excitantes de l'année. Le soudage par friction par agitation de MELD utilise l'énergie cinétique pour forcer le métal de base à faible coût à se comporter presque comme une pâte, auquel cas le matériau accumule des pièces massives à une vitesse incroyable. Il n'y a vraiment pas de technologie comme celle-ci pour les grandes pièces métalliques, avec des processus de dépôt d'énergie dirigé concurrents plus lents, plus coûteux et caustiques.

3DPOD Épisode 147 : Impression 3D en métal à l'état solide avec Tim Bell, COO de MELD

"J'imagine que certains d'entre vous se demandent peut-être : 'Pourquoi poursuivre une machine capable de produire une coque sans joints ? Quels sont les avantages immédiats de cette technologie ?'", a déclaré le major-général Werner à la foule sur la scène principale. "Après avoir examiné ce problème, notre équipe a conclu qu'il existe des avantages de performances immédiats qui obligeront finalement les véhicules de combat à passer à une maison monobloc, en particulier en termes de capacité de survie et d'économie de poids. Malheureusement, la fabrication traditionnelle rend le coût prohibitif."

3DPOD Épisode 140 : Coulée de métal numérique avec David Moodie, PDG de Foundry Lab

Foundry Lab est dédié aux petits composants métalliques avec une approche très innovante de la production indirecte de pièces. La technique commence par un système de jet de liant développé en interne pour produire des moules en sable, dans lesquels un lingot de métal peut être facilement placé pour être coulé dans un four à micro-ondes spécialisé. Alors que Markforged et Desktop Metal promettaient autrefois la technologie de frittage par micro-ondes, Foundry Lab l'a en fait livrée. Cependant, plutôt que de s'appuyer sur des poudres de moulage par injection de métal, cette technique implique des lingots métalliques standard avec de véritables pièces moulées. À leur tour, les propriétés des matériaux sont conformes à ce qu'un fabricant attend d'un fournisseur de fonderie. Avec des sites en Nouvelle-Zélande et en Californie, la startup est en mesure de relocaliser le casting immédiatement.

La relocalisation et la résilience de la chaîne d'approvisionnement étaient des thèmes communs lors de l'événement, démontrant l'intégration de la FA dans la production pour une nouvelle ère de fabrication locale (plus) avancée. Pour cette raison, les nouvelles d'expansion pour de nombreuses entreprises impliquaient non seulement l'ouverture d'un bureau de vente dans un pays étranger, mais une usine de fabrication. Ce fut le cas pour DMG Mori et Visitech, qui construiront tous deux des équipements aux États-Unis. Pour DMG Mori, cela signifie produire le nouveau SLM 30 avec Advanced Beam Control sur son site de Davis, en Californie. Pour Visitech, Adam Kunzman dirigera une usine à l'extérieur de Dallas, au Texas, près du principal fournisseur Texas Instruments. Nous discuterons de cette dernière histoire plus en détail dans un article séparé.

Pendant ce temps, un grand nombre de fabricants chinois étaient présents à RAPID + TCT, à la fois conscients des besoins des entreprises occidentales de produire localement en utilisant les technologies numériques et se développant au-delà des limites du marché intérieur. Cela comprenait Farsoon et EPlus, sans doute les premier et deuxième fabricants de machines de fusion laser sur lit de poudre métallique (LPBF) à vendre en dehors de la Chine, ainsi que Bright Laser Technologies, HBD et Avimetal, qui n'ont commencé à se développer à l'extérieur du pays que plus récemment. . Tous proposent des stratégies et des forces différentes qui seront couvertes dans un article séparé.

Alors que la Chine ne se contente plus de fabriquer des tchotchkes occidentaux, les technologies de pointe du pays se développent à un rythme fulgurant, de sorte que des entreprises comme EOS, SLM Solutions/Nikon, GE et même Velo3D devraient trembler dans leurs bottes. La seule chose qui peut les retenir est l'ITAR et d'autres réglementations liées à l'aérospatiale, à la défense et à la production médicale qui peuvent ne pas être aussi faciles à respecter pour les entreprises chinoises pour des raisons géopolitiques.

Comme toutes ces entreprises sont en concurrence, elles permettent non seulement la relocalisation, mais également la redondance de la chaîne d'approvisionnement. Tout comme DMG Mori aura des sites de production en Europe, en Asie et en Amérique du Nord, il n'est pas exclu que, avec suffisamment de clients, Farsoon puisse commencer à construire des machines PBF aux États-Unis. De cette façon, non seulement les utilisateurs AM seront capable de tirer parti de la technologie comme assurance contre les perturbations de la chaîne d'approvisionnement, mais ils auront également une redondance pour leur propre équipement AM.

Tout ce qui est nécessaire pour ce genre de résultat est que la technologie soit largement adoptée. Tous les signes indiquent que ce sera le cas car AM ne connaît pas une feuille de route ordinaire de croissance organique. Il est stimulé par les gouvernements nationaux. Cela a été indiqué non seulement par les présentations du général de division Darren Werner et Omar Mireles de la NASA, où l'impression 3D est mise en œuvre dans divers programmes, mais par Michael Aller, directeur du développement des fournisseurs à la filiale floridienne du NIST, Florida Makes. Dans sa présentation, "Soutenir la résilience de la chaîne d'approvisionnement dans la fabrication de pointe : les services de fournisseur de partenariat d'extension de fabrication du NIST", Aller a évoqué la myriade de façons dont le gouvernement fédéral stimule explicitement la FA.

Grâce à son réseau de 51 centres de partenariat d'extension de fabrication (MEP) dans les 50 États et à Porto Rico, le NIST est en mesure d'aider les fabricants en utilisant diverses méthodes. Il s'agit notamment de solutions d'approvisionnement et de gestion des risques de la chaîne d'approvisionnement - telles que les ressources, la formation, la mise en réseau, les évaluations, les certifications et les engagements sur mesure - ainsi que la recherche de fournisseurs rendue possible par des mesures législatives et exécutives, telles que Buy America, Bipartisan Infrastructure Law et CHIPS. et Loi sur la science, Loi sur la réduction de l'inflation. Le NIST héberge également le Connex Marketplace, qui est un peu comme une Xométrie fédérale qui met en relation les fournisseurs et les acheteurs (et plus encore).

L'évolution de la recherche de fournisseurs s'est poursuivie régulièrement depuis l'American Recovery and Reinvestment Act en 2009, avec des développements plus récents comme le décret exécutif 14017 "America's Supply Chains" qui l'a accéléré encore plus. Les capacités du réseau MEP ont été efficacement démontrées à la suite de l'ouragan Ian qui a frappé la Floride en septembre 2022. Lorsque les autorités de Floride ont dû mettre en place et équiper des hôpitaux de campagne pour les soins médicaux d'urgence, elles ont fait appel à Florida Makes pour fournir des défibrillateurs et des accessoires connexes. L'organisation a ensuite contacté le réseau national ME et Connex Marketplace et a trouvé Zoll Medical Corporation, un fabricant de défibrillateurs du Massachusetts, qui a pu livrer les articles dans les 48 heures, moins de trois jours après le début de la tempête.

En plus de ce qui précède, Aller a expliqué comment les modifications législatives les plus récentes ont donné un énorme coup de pouce au NIST. Par exemple, le CHIPS and Science Act verra plus de 20 millions de dollars investis dans le réseau MEP au cours des deux prochaines années. Cela signifie que les fournisseurs AM pourront s'inclure dans Connex Marketplace, leur permettant de se connecter avec les clients sur la plate-forme. Pour ce faire, ils peuvent se connecter avec leur MEP Center local.

Il est intéressant de noter qu'Aller a utilisé une urgence liée à un ouragan comme exemple pour souligner l'efficacité du réseau car, même si la prochaine crise de la chaîne d'approvisionnement peut être liée à une guerre ou à une pandémie, il ne fait aucun doute que les événements météorologiques extrêmes causés par le réchauffement climatique aura également un impact sur la livraison des marchandises à l'avenir. Alors que le financement est injecté dans la résilience et la décarbonisation de la chaîne d'approvisionnement, la FA et d'autres outils de fabrication numérique sont les principaux bénéficiaires de ce financement. À son tour, cela

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