Au fur et à mesure que les entreprises, les universités et les prestataires de soins de santé ont adopté et étendu leur utilisation de la fabrication additive, les parcs comprenant plusieurs imprimantes sont devenus de plus en plus courants. La création d'un centre de fabrication additive accroît la résilience et la flexibilité de la chaîne d'approvisionnement, améliore l'efficacité globale et réduit les coûts. De la dentisterie à la fabrication aérospatiale, en passant par la joaillerie de luxe, l'impression 3D peut réduire les coûts, améliorer l'agilité et l'efficacité de votre entreprise, et permettre de commercialiser de nouveaux produits.
Intégrer un système d'impression 3D à haut volume en interne était auparavant coûteux et nécessitait une infrastructure importante pour prendre en charge les grandes machines industrielles. Désormais, avec des imprimantes 3D résine de bureau et d'atelier abordables et des options SLS compactes mais puissantes, la gestion d'un parc d'imprimantes 3D est simplifiée et efficace.
La gestion de plusieurs imprimantes SLA et SLS ne doit pas forcément être compliquée : avec une bonne organisation et quelques équipements utiles, n'importe quelle entreprise peut mettre en place un parc d'imprimantes SLA et SLS en seulement un jour ou deux. Afin d'illustrer l'infrastructure nécessaire à un parc et de fournir des conseils pour sa gestion, nous donnerons des exemples d'un parc d'imprimantes SLA et d'un parc d'imprimantes SLS : les entreprises qui ont des approches de fabrication hybrides peuvent s'inspirer des deux pour créer un flux de travail hybride SLA et SLS efficace.
Pour en savoir plus sur les lignes directrices et les différentes configurations des parcs, téléchargez le livre blanc.
Gestion des parcs d'imprimantes 3D
La gestion de plusieurs imprimantes SLA et SLS ne doit pas forcément être compliquée : n'importe quelle entreprise peut mettre en place un parc d'imprimantes SLA et SLS en seulement un jour ou deux. En examinant quatre scénarios différents, ce guide vous aidera à mettre en place un flux de travail efficace pour n'importe quel volume ou type de pièce.
Volume de production des parcs d'imprimantes SLA
Équipement :
- 15 imprimantes de bureau Form 3+/3B+
- 4 imprimantes d'atelier Form 3L/3BL
- 4 Form Cure L
- 4 Form Wash L
- 1 Finishing Tools
- 1 étagère
- 2 tables de finition
- 1 panneau perforé
- 1 armoire de rangement pour l'alcool isopropylique
- Gants, alcool isopropylique
- Solution d'élimination
Coût total : ~105 000 €
Environnement de travail requis :
- Dimensions (l × L × h)
- Form 3+
- 40,5 × 37,5 × 53 cm
- Form 3L
- 77 × 52 × 74 cm
- Form Wash L
- 78,0 x 46,0 x 67,0 cm
- Form Cure L
- 69,0 x 54,0 x 44,5 cm
- Form 3+
- Pièce séparée avec une ventilation adéquate (les systèmes CVC standard de bureau sont appropriés)
- 3 circuits électriques CA dédiés
- Environnement : 18 – 28 °C
Les imprimantes 3D SLA de Formlabs peuvent produire de grands volumes de pièces. Elles peuvent ainsi constituer une méthode de fabrication rentable et efficace dans de nombreuses situations, y compris la personnalisation de masse, la production d'appoint, ainsi que la fabrication de pièces de réparation et d'après-vente.
Plusieurs éléments sont à prendre en compte pour passer d'un parc SLA de taille moyenne à un parc capable de produire de grandes quantités de pièces. Si des éléments tels que l'encombrement et la consommation d'énergie peuvent être évidents, d'autres points tels que la sécurité de la manipulation et du stockage de l'alcool isopropylique ne le sont pas toujours.
Gestion des consommables
Contrairement à l'étape de lavage, la post-polymérisation peut être effectuée avec plusieurs pièces à la fois, quel que soit le type de matériau. C'est pourquoi le fait de n'avoir qu'une seule Form Cure L permet d'utiliser le plus efficacement possible l'espace et l'énergie.
Pour laver les pièces immédiatement après leur impression, certains matériaux peuvent être lavés ensemble, tandis que d'autres doivent être lavés séparément afin d'éviter que les particules dissoutes dans l'alcool isopropylique n'affectent la couleur, la finition ou les performances des autres matériaux.
Pour une conformité et une biocompatibilité totales, les résines biocompatibles nécessitent des bacs à résine, des plateformes de fabrication et des Finish Kit ou des Form Wash dédiés, qui ne doivent être utilisés qu'avec d'autres résines biocompatibles de Formlabs.
Ce tableau indique quelles résines peuvent être lavées ensemble. Il peut être utile d'étiqueter correctement les Form Wash comme « claires » ou « foncées ».
| Claires | Foncées | Biocompatible | Autres (à laver séparément) |
|---|---|---|---|
| Clear Resin, White Resin, Rigid 4000 Resin, Rigid 10k Resin, Durable Resin, Elastic 50A Resin, Flexible 80A Resin, High Temp Resin | Black Resin, Grey Resin, Grey Pro Resin, Draft Resin, Model Resin, Tough 2000 Resin, Tough 1500 Resin, Flame Retardant Resin | Biomed White Resin, Biomed Black Resin, Biomed Clear Resin, Biomed Amber Resin, Surgical Guide Resin, Dental LT Clear Resin, Custom Tray Resin, IBT Resin, Temporary CB Resin, Permanent Crown Resin, Denture Teeth Resin, Denture Base Resin | ESD Resin, Color Kit, Castable Wax Resin, Castable Wax 40 Resin |
Manipulation, stockage et élimination de l'alcool isopropylique
L'impression de grands volumes nécessite une surveillance étroite du niveau de saturation de votre alcool isopropylique. Le lavage régulier de grands volumes de pièces nécessitera le remplacement fréquent de l'alcool isopropylique dans la Form Wash et la Form Wash L. Pour la Form Wash L utilisée dans l'illustration ci-dessus, il existe un mode « Remplacer le solvant » qui fournit des instructions pour pomper l'alcool isopropylique usagé et le remplacer par de l'alcool isopropylique neuf. Des instructions complètes et détaillées sont disponibles sur notre site Internet. L'alcool isopropylique doit être stocké dans un récipient ou une armoire ne présentant pas de risque d'inflammabilité, comme celui illustré directement à droite des machines Form Wash L. L'élimination de l'alcool isopropylique usagé dépend des réglementations locales, mais dans la plupart des cas, elle doit être confiée à une entreprise de traitement des déchets dangereux.
Recyclage de l'alcool isopropylique
Pour de nombreux gestionnaires de parcs d'imprimantes 3D, le recyclage des solvants est un souci majeur, et il existe différents systèmes de recyclage des solvants en fonction des besoins de votre installation. Les systèmes de recyclage des solvants utilisent des processus de distillation et de fractionnement pour séparer les solvants des déchets, ce qui permet de réutiliser une grande partie de l'alcool isopropylique pour le lavage des pièces. Le recyclage de l'alcool isopropylique réduit les coûts d'élimination des déchets, les émissions nécessaires à la production de solvants et le coût d'achat de l'alcool isopropylique, tout en permettant à l'utilisateur final de mieux contrôler son approvisionnement en alcool isopropylique et en le rendant moins vulnérable aux problèmes de chaîne d'approvisionnement.
Spectra Photopolymers (propriété de Formlabs) utilise depuis six mois le recycleur de solvants CBG Biotech SolvTrue™ S1500 pour recycler l'alcool isopropylique utilisé pour nettoyer les pièces de plus de 100 imprimantes 3D Form 3.
Fleet Control, Dashboard et organisation
Lorsque l'on gère autant d'imprimantes, et surtout quand elles sont de deux formats différents (de bureau et d'atelier), il faut pouvoir s'organiser. Formlabs a mis au point des outils permettant de superviser les machines et de rester au fait de la gestion des consommables ainsi que des calendriers de maintenance, de l'état de la garantie et des plans de service.
Dashboard : vue d'ensemble des consommables, maintenance, garantie et service après-vente
Dashboard dispose d'un grand nombre de fonctionnalités qui peuvent faciliter la supervision de plusieurs imprimantes. La vue Dashboard permet aux utilisateurs de connaître l'état de chaque cartouche dans les imprimantes, ce qui est particulièrement utile si les imprimantes ne sont utilisées qu'avec un seul matériau. Ainsi, il est facile de savoir quand une cartouche ou un bac doit être remplacé. Les noms de série des imprimantes sont associés à des statuts de garantie et de plan de service dans Dashboard, ce qui permet de mettre à jour la garantie ou les plans de service si nécessaire.
Fleet Control : gérez plus facilement vos imprimantes
Fleet Control est un ensemble de fonctionnalités de PreForm et de Dashboard qui permettent d'automatiser certaines parties du processus de production. Fleet Control permet aux utilisateurs de créer des groupes d'imprimantes. Ceux-ci peuvent être basés sur le type de matériau, l'origine de la tâche d'impression, la destination de la pièce finie, ou toute autre désignation qui sera logique pour votre flux de travail. À partir de là, Fleet Control déterminera quelle imprimante est la plus appropriée pour lancer la prochaine tâche et videra la file d'attente d'impression de la manière la plus efficace possible. Les utilisateurs qui gèrent une file d'attente d'impression ont juste à s'assurer que les impressions sont téléchargées et que les imprimantes sont configurées pour lancer l'impression suivante lorsque la première est terminée. Ils ne doivent donc pas trier les tâches d'impression dans la file d'attente ou chercher une imprimante avec le bon matériau dans PreForm.
Regrouper les tâches pour optimiser le flux de travail
Une technique efficace employée par les clients de Formlabs au niveau de la production ainsi que dans les parcs d'impression de Formlabs est le regroupement et la mise en lots des tâches afin d'optimiser le flux de travail. Bien qu'une seule personne puisse gérer efficacement un groupe de plus de 20 imprimantes, si votre volume d'impression est de l'ordre de centaines de pièces par jour ou plus, il est plus judicieux de confier à chaque employé une tâche spécifique plutôt que de superviser une seule tâche d'impression pour toutes les étapes du flux de travail. Au bureau de Formlabs dans l'Ohio, où des centaines d'échantillons de pièces sont fabriqués chaque jour, les tâches sont réparties comme suit :
- Envoi des tâches d'impression dans la file d'attente
- Préparation de l'imprimante pour les tâches d'impression (insérer/changer les cartouches, les plateformes et les bacs, le cas échéant)
- Retrait des pièces de la plateforme après la fin de l'impression
- Lavage et post-polymérisation des pièces
- Contrôles de qualité et emballage des pièces
En répartissant les tâches de cette manière, moins de personnes manipulent l'imprimante et les consommables, et chaque tâche est effectuée par quelqu'un d'expérimenté. Ce flux de travail est particulièrement utile dans les cas de personnalisation de masse, tels que la personnalisation de produits de consommation ou la fabrication de dispositifs dentaires où les pièces sont similaires voire identiques, et où un post-traitement ou une préparation de l'impression minimes sont nécessaires.
Volume de production des parcs d'imprimantes SLS
Équipement :
- 4 imprimantes SLS Fuse 1+ 30W
- 3 stations de post-traitement Fuse Sift
- 2 aspirateurs industriels
- 1 cabine de sablage
- 1 établi
- 1 étagère
- Solution d'élimination
Coût total : ~135 000 €
Environnement de travail requis :
- Dimensions (l × L × h)
- Fuse
- 64,5 × 68,5 × 107 cm (165,5 cm avec le socle)
- Fuse Sift
- 101,5 × 61,0 × 154,5 cm
- Fuse
- Pièce séparée avec une ventilation adéquate (les systèmes CVC standard de bureau sont appropriés)
- 9 circuits électriques CA dédiés
- Environnement : 18 – 28 °C
L'impression 3D de centaines, voire de milliers de pièces par semaine peut être réalisée facilement grâce à l'algorithme d'agencement et au lit d'impression autoportant des imprimantes SLS de la série Fuse. Pour les fournisseurs de service, les fabricants sous contrat ou les OEM qui ont des pièces personnalisées ou complexes, l'impression 3D pour la production finale est logique et peut être réalisée de manière efficace et rentable avec le flux de travail de la série Fuse.
Augmenter la productivité grâce à la densité d'agencement
L'un des principaux avantages de l'impression avec la série Fuse est que la technologie du lit de poudre autoportant permet d'agencer les pièces verticalement et de les emboîter dans des cavités. L'algorithme d'agencement de Formlabs détermine comment agencer le plus efficacement possible les pièces dans la chambre de fabrication, ce qui permet d'accélérer les temps d'impression et de réaliser d'importantes économies de matériaux.
Coupleur de plateau tournant de Form Cure
108 plateaux tournants de Form Cure agencés en matrice, qui mettent en évidence combien l'agencement peut être important en production.
Temps d'impression avant : 32 h 14 m
Densité avant : 13 %
Temps d'impression après 26 h 35 m
Densité après : 24 %
Économies de matériaux : 5,07 kg – 2,73 kg = 2,34 kg (46 %)
Assemblages de contrôle de projecteurs
Assemblage pour un projet interne, montrant qu'un agencement optimal peut être obtenu en peu de temps et sans effort.
Temps d'impression avant : 33 h 34 m
Densité avant : 17 %
Temps d'impression avant : 24 h 12 m
Densité avant : 29 %
Économies de matériaux : 5,30 kg – 3,05 kg = 2,25 kg (42 %)
Il existe des systèmes logiciels tiers qui peuvent pousser plus loin cet algorithme d'agencement, comme le logiciel Materialise Magics, qui peut organiser les modèles 3D, générer des boîtiers de protection pour les pièces délicates, envoyer les pièces à plusieurs machines et optimiser les calendriers d'impression. Pour les utilisateurs qui gèrent de grands parcs d'imprimantes SLS, l'intégration d'un système de gestion logicielle peut permettre de réaliser des économies supplémentaires de matériaux et d'améliorer le temps de cycle grâce à des impressions plus courtes.
Solutions pour l'énergie électrique
Les imprimantes SLS de la série Fuse de Formlabs ne nécessitent pas d'alimentation électrique industrielle ni de systèmes de chauffage, de ventilation ni de climatisation complexes, comme c'est le cas pour de nombreuses imprimantes grand format traditionnelles à lit de poudre. Bien que chaque imprimante nécessite son propre circuit, la consommation d'énergie est bien inférieure à celle d'un bureau ou d'un atelier typique.
Les imprimantes de la série Fuse et la Fuse Sift nécessitent chacune un circuit CA dédié, fournissant au moins 7,5 A à 230 VAC (UE) ou 15 A à 120 VAC (US), ainsi qu’une mise à la terre fiable. Ces circuits doivent être séparés des autres appareils, y compris les ventilateurs, les aspirateurs, les outils électriques, les chauffages d’appoint ou tout autre gros appareil ou outil électrique.
Alimentation électrique requise par région :
- Amérique du Nord : 120 V et au moins 15 A, prise de type NEMA 5-20R
- Union européenne : 230 V et au moins 7,5 A, prise « Schuko » de type CEE 7/3
- Si votre aspirateur consomme plus de 6 A, votre Fuse Sift a besoin d’un circuit indépendant fournissant 230 V et 10 A à une prise « Schuko » de type CEE 7/3.
- Royaume-Uni : 230 V et 13 A, prise de type G BS 1363
Gestion de plusieurs matériaux SLS
La série Fuse propose de nombreux matériaux différents tels que le nylon, les composites de nylon, le TPU et d'autres matériaux déjà bien connus de la communauté des fabricants. La technologie SLS de Formlabs se distingue par le fait qu'il est possible de passer d'un matériau à l'autre : de nombreuses solutions SLS industrielles ont un processus de nettoyage fastidieux, alors que les imprimantes SLS de la série Fuse peuvent être nettoyées et passer d'un matériau à l'autre en l'espace de quatre à six heures. Bien qu'il ne soit pas recommandé de le faire souvent, ce processus de basculement permet à l'utilisateur de s'adapter à de nouvelles demandes ou de réagir à la sortie d'un nouveau matériau, sans pour autant rendre sa machine obsolète.
La taille compacte et le prix abordable des imprimantes de la série Fuse facilitent également la constitution d'un parc pour l'utilisation simultanée de plusieurs matériaux différents, par exemple pour les fournisseurs de service ou les sociétés de conception et d'ingénierie de produits. Auparavant, le coût des systèmes SLS ou MJF traditionnels s'élevait jusqu'à plus de 200 000 €, ce qui ne permettait pas de justifier l'utilisation de matériaux moins connus, comme la fibre de carbone ou le nylon chargé de verre. Aujourd'hui, avec la série Fuse, la barrière à l'entrée est considérablement réduite, et il est plus facile d'évoluer en fonction de la demande.
PreForm et Dashboard remplissent la même fonction que pour les autres parcs : les deux plateformes permettent aux utilisateurs de superviser leur utilisation de matériel, l'état actuel de l'impression, la disponibilité des imprimantes et des Fuse Sift, ainsi que l'état de la garantie, les plans de service et les calendriers d'entretien.
Les parcs d'imprimantes SLS de la série Fuse ne nécessitent pas la même infrastructure industrielle que de nombreuses machines SLS ou MJF traditionnelles. L'accessibilité et la facilité d'utilisation des imprimantes de la série Fuse permettent une fabrication souple et peu coûteuse pour les entreprises de toute taille.
L'impression 3D de centaines, voire de milliers de pièces par semaine peut être réalisée facilement grâce à l'algorithme d'agencement et au lit d'impression autoportant des imprimantes SLS de la série Fuse. Pour les fournisseurs de service, les fabricants sous contrat ou les OEM qui ont des pièces personnalisées ou complexes, l'impression 3D pour la production finale est logique et peut être réalisée de manière efficace et rentable avec le flux de travail de la série Fuse.
Maintenance des imprimantes de la série Fuse
Contrairement aux parcs d'imprimantes SLA de Formlabs, il existe quelques tâches programmées que les utilisateurs doivent effectuer régulièrement pour que leurs imprimantes de la série Fuse fonctionnent de manière optimale. Après chaque impression, les utilisateurs doivent s'assurer que la cassette optique et le capteur IR sont propres. Avec un temps de travail d'environ 15 secondes, cette tâche ne demande que quelques minutes, même lorsque vous possédez beaucoup d'imprimantes de la série Fuse. Après cinq à dix impressions, il est recommandé de nettoyer la cassette optique. Si les utilisateurs impriment régulièrement, certaines tâches telles que le nettoyage ou le remplacement du filtre d'admission de la Fuse Sift seront toutes demandées par Dashboard ou sur l'écran de l'interface utilisateur de l'imprimante. La liste complète des tâches d'entretien programmées peut être consultée sur notre site web. La gestion de plusieurs imprimantes Fuse nécessite beaucoup moins de maintenance que la gestion d'un seul système SLS ou MJF traditionnel.
Optimiser la production avec les parcs d'imprimantes Formlabs
Vous pouvez profiter d'un processus de fabrication agile grâce aux parcs d'imprimantes 3D. Le recours à l'impression 3D pour la production peut aider les entreprises à éviter les coûts élevés de l'usinage ou de l'outillage, tout en leur permettant de contrôler les moyens de production en interne.
En réduisant leur dépendance à l'égard des sous-traitants externes ou des fournisseurs tiers, les entreprises peuvent devenir plus résilientes et améliorer leur capacité à s'adapter aux problèmes de chaîne d'approvisionnement ou à l'évolution de la demande.
Avec les imprimantes et les outils Formlabs, vous pouvez gérer efficacement votre parc grâce à nos plateformes logicielles perfectionnées et à un réseau d'experts et de techniciens qui peuvent vous aider à optimiser votre flux de travail d'impression 3D en fonction des besoins de votre entreprise.
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