« Mieux, plus vite, moins cher. » Trois mots que tout fabricant cherche à utiliser pour qualifier sa production à l’échelle industrielle – et ce, quels que soient les procédés de fabrication additive qu’il exploite. Le fait est que la quête de l’industrialisation semble évidente lorsqu’on utilise certaines technologies de fabrication additive, pendant que d’autres ne reçoivent pas toujours le crédit qu’elles méritent. Dans le large éventail de procédés de fabrication additive qui gagnent en popularité, une conversation avec 3DCeram met en lumière les possibilités qu’offre la stéréolithographie (SLA) pour parvenir à une production à l’échelle industrielle.
Reconnue pour la fabrication d’imprimantes 3D céramique basées sur la stéréolithographie (SLA), l’offre de 3DCeram a évolué pour soutenir les clients tout au long de la chaîne de valeur. Même si nous avons couvert plusieurs applications de la technologie de l’entreprise dans les secteurs de la santé, de l’aérospatiale et de l’énergie, l’impression 3D SLA ne bénéficie pas de la même réputation que d’autres procédés de FA largement utilisés. Cette méconnaissance de ce procédé fait qu’il est difficile de l’envisager pour l’industrialisation ou la production en série – sans parler du fait que la SLA peut permettre des applications d’impression 3D de céramiques.
« Les fabricants qui recherchent des solutions de production par impression 3D le font généralement sous l’impulsion d’un projet spécifique », explique d’emblée l’équipe de 3DCeram. « Cela signifie que les fabricants qui considèrent la fabrication additive comme un outil de production à part entière sont de plus en plus nombreux. Mais certains sont un peu perdus face à la diversité de l’offre technologique. Admettons qu’il y ait une prolifération de technologies (extrusion, FFF, DLP, Binder Jetting, Stéréolithographie…) émanant du secteur académique, mais cela déroute souvent les industriels. Cela rallonge leur parcours ».
Selon l’équipe de 3DCeram, la SLA a la réputation d’être un « processus lent ». En revanche, cette technologie « offre la possibilité d’imprimer de très grandes surfaces grâce à l’impression de haut en bas [et] est plus facilement automatisable ».
Principales considérations à prendre en compte lors du passage à l’industrialisation
Pour ceux qui ne connaissent pas la technologie de 3DCeram, il convient de noter que dans un processus de construction descendante, les couches sont construites de bas en haut, ce qui minimise le besoin de nombreux supports. Une fois le processus d’impression terminé, les pièces sont nettoyées, et le fait d’avoir moins de supports simplifie et accélère le processus, tout en réduisant le risque de déchets dus à une rupture potentielle lors du retrait du support.
Au fil du temps, ce processus a été amélioré pour intégrer l’automatisation et l’intelligence artificielle (IA). Ces caractéristiques, ainsi que la capacité à produire des pièces de grande taille, sont devenues des éléments clés à prendre en compte lors de la transition vers l’industrialisation.
« La technologie SLA offre des surfaces de production significativement grandes, avec la possibilité d’ajouter des lasers et d’améliorer la vitesse d’impression », a déclaré 3DCeram. Outre cet atout essentiel pour les fabricants qui recherchent une production de masse, les systèmes de l’entreprise sont suffisamment grands pour imprimer soit de nombreuses petites pièces, soit une grande pièce.
En outre, l’automatisation des processus est essentielle si on veut atteindre les fabricants, et 3DCeram propose déjà une automatisation partielle du processus. « Nos imprimantes 3D sont dotées d’un système d’alimentation en formulation avec un pot sous pression. À la sortie de l’imprimante C1000 FLEXMATIC, il y a une station de recyclage qui permet de récupérer la formulation non polymérisée, qui retourne ensuite dans le cycle de production. Les surfaces d’impression des imprimantes CERAMAKER de 3DCeram offrent la possibilité d’imprimer de très grandes pièces. Par exemple, avec la C3601 ULTIMATE dont la plateforme est de 600*600*300 mm, il y a un espace considérable pour imprimer de grandes [pièces] et en UNE SEULE PIÈCE », ajoute l’entreprise.
En ce qui concerne l’IA, 3DCeram a récemment développé une solution permettant d’optimiser la qualité et le temps d’impression. Baptisée CERIA, elle peut être déployée en plusieurs étapes.
« Dans un premier temps, CERIA Set analyse la pièce et la TVA pour proposer des ajustements et générer des paramètres optimisés. Cela signifie qu’il va croiser des quantités incroyables de données pour faire une analyse complète et anticiper tous les points d’amélioration. Une fois tous les ajustements effectués, CERIA génère des paramètres d’impression prêts à l’emploi pour les imprimantes CERAMAKER. L’opérateur n’a plus qu’à lancer l’impression.
Ce nouvel outil est un atout majeur pour un fabricant car il répond à la nécessité de sécuriser son processus de production. En effet, toutes les connaissances ne sont plus détenues par un collaborateur qui pourrait décider de quitter l’entreprise. Le risque de rupture dans la chaîne de production est alors éliminé.
Un autre apport majeur de CERIA est le gain de temps en termes d’itérations. On sait que, comme dans tout processus industriel, il y a des rejets ou des échecs. L’apport du CERIA est ici considérable, puisqu’il produit des gains de temps, de matières premières et de machines.
3DCeram lancera fin 2024 un module complémentaire à son intelligence artificielle, CERIA Live. Ce module concerne le contrôle en temps réel lors de l’impression. CERIA analyse les 3 couches précédentes pour anticiper tous les événements qui pourraient se produire dans les 5 couches suivantes afin d’intervenir pour faire les ajustements nécessaires. L’idée est de contrôler tous les paramètres en temps réel pour optimiser le temps d’impression ».
Avec l’utilisation croissante de l’intelligence artificielle dans tous les domaines de la chaîne de fabrication, 3DCeram démontre qu’elle examine l’évolution actuelle du marché pour aider les industries verticales à produire au meilleur coût – mieux, plus vite et moins cher.
Obstacles et applications non techniques
Si l’accent est souvent mis sur les capacités techniques, la réalité de la production révèle également que le manque de connaissances dans les grandes usines, l’incertitude quant à ce qu’il faut produire avec une technologie donnée ou même la transition de la FA à petite échelle vers la FA à plus grande échelle sont également des défis clés pour l’industrialisation de la FA – des défis que 3DCeram peut aider à relever car, en deux décennies d’expérience dans le domaine, l’entreprise a évolué de fabricant de pièces à fabricant d’imprimantes 3D.
Elle est donc également bien placée pour témoigner des capacités de ses solutions – en particulier avec l’IA qui offre la possibilité d’analyser et de contrôler l’ensemble du processus de FA.
« Tous les fabricants de céramiques techniques bénéficieront de l’optimisation des processus de FA par l’intelligence artificielle et l’automatisation. Les fabricants peuvent enfin concevoir des pièces en fonction des propriétés qu’ils recherchent, plutôt que d’être contraints par les processus traditionnels disponibles dans leurs ateliers. Les verrous tombent et les industriels sont de plus en plus attentifs. Au premier plan se trouvent toutes les productions liées aux questions de souveraineté et de confidentialité. On constate que ces questions sont de plus en plus nombreuses et de plus en plus présentes », souligne 3DCeram.
Si les solutions de l’entreprise peuvent déboucher sur des applications dans les secteurs des semi-conducteurs, de la défense et de l’aérospatiale – pour n’en citer que quelques-uns -, il est crucial de continuer à contextualiser chaque application pour tirer le meilleur parti de la technologie.
Notes de l’éditeur
Les visiteurs du salon Formnext 2024 ont pu découvrir CERIA, l’assistant d’intelligence artificielle et d’impression 3D pour les céramiques techniques du 19 au 22 novembre 2024 dans le Hall 11.1 Stand D21.
Ce contenu a été créé en collaboration avec 3DCeram. Les citations ont été modifiées pour plus de clarté.
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