MolyWorks Materials Corporation (MolyWorks) s'est associée à 3D Systems pour faire face plus facilement à l'augmentation de la demande due à sa croissance constante. L'entreprise a acheté la solution d'impression directe en métal (DMP) de 3D Systems pour améliorer ses capacités de production en interne par fabrication additive tout en élargissant son offre.
Avec son volume d'impression plus important et sa fonctionnalité de chambre sous vide unique, la solution DMP Flex 350 de 3D Systems a permis à MolyWorks de gagner en agilité et en efficacité. Ces améliorations dynamiques lui ont permis d'étendre son portefeuille d'entreprises et d'agences gouvernementales clientes, y compris plus récemment avec l'armée de l'air des États-Unis.
Pour la conception rapide ou l'itération de produits, la DMP Flex 350 de 3D Systems est sans égal. Disposer de cette solution de pointe dans nos installations élargit notre vision de ce que nous pouvons imprimer en 3D dans nos processus.—Chris Eonta, fondateur et dirigeant de MolyWorks
VIDÉO : MolyWorks améliore ses capacités de production de pièces aérospatiales aptes au vol
MolyWorks, une entreprise californienne spécialisée dans l'économie circulaire du métal, a intégré la DMP Flex 350 et 3DXpert à son flux de production. Cela lui a permis d'améliorer considérablement son processus de production, notamment en termes de rendement, et d'étendre ses capacités en fournissant à ses clients des pièces d'utilisation finale fabriquées de manière additive.
Le défi
Rationaliser la production et élargir son offre
Les OEM du secteur de l'aérospatiale et de la défense cherchent constamment à optimiser leurs systèmes en créant des composants perfectionnés susceptibles d'améliorer les performances grâce à l'optimisation de la conception. Avec sa technologie unique de recyclage des métaux à partir des flux de déchets existants, MolyWorks a déjà produit 21 alliages adaptés à des applications terrestres, aériennes, maritimes et spatiales.
Pour répondre aux besoins toujours plus importants de ses clients sur le marché hautement réglementé de l'aérospatiale, MolyWorks a fait appel à l'Application Innovation Group de 3D Systems afin de développer et d'affiner ses capacités de production par fabrication additive en métal en interne.
L'impression directe en métal est une technologie de fabrication additive qui utilise de fines couches de poudre métallique fondue par des lasers puissants pour fabriquer des pièces métalliques complexes de haute qualité à partir de données de CAO en 3D. Elle offre une souplesse de conception exceptionnelle et n'est pas gênée par les limites géométriques de la fabrication traditionnelle. Avec l'impression directe en métal, les coûts de fabrication dépendent beaucoup moins de la complexité des pièces. Elle permet également de réduire les problèmes de chaîne d'approvisionnement en raccourcissant la chaîne de post-traitement.
La solution
Production de titane raffiné
En tant que producteur de poudre métallique destinée à des pièces de qualité, MolyWorks avait besoin d'une solution de fabrication additive capable de s'intégrer à son workflow et de maintenir des niveaux d'oxygène très bas. La chimie de l'alliage est ainsi préservée dans les pièces finies.
MolyWorks a choisi la DMP Flex 350 de 3D Systems en raison de l'architecture unique de sa chambre sous vide, qui peut facilement maintenir de très faibles pressions partielles d'oxygène (> 25 ppm). Ceci est particulièrement important pour les composants en alliage de titane qui ont des tolérances d'oxygène faibles afin de contrôler les propriétés mécaniques. En plus de maintenir un environnement de fabrication à très faible teneur en oxygène, l'architecture de la chambre sous vide réduit également la consommation d'argon et permet d'obtenir une excellente finition de surface avec des caractéristiques très détaillées.
« Grâce à sa chambre sous vide unique, nous sommes en mesure d'atteindre cinq parties par million d'oxygène à l'intérieur de la chambre. La DMP Flex 350 se distingue des machines concurrentes par un meilleur contrôle de la chimie dans les pièces finies et ses niveaux élevés de réutilisation de la poudre », selon Devin Morrow, directeur de la fabrication additive chez MolyWorks.
Souplesse et rapidité accrues des applications
Avant de mettre en œuvre la solution de 3D Systems, MolyWorks était limitée par un système d'impression 3D plus modeste.
Avec la DMP Flex 350 de 3D Systems, MolyWorks peut concevoir et itérer ses produits rapidement, et produire des composants consolidés. Le module d'impression amovible (RPM) de l'imprimante de 3D Systems, qui limite les temps d'arrêt pour le nettoyage et le remplacement des matériaux, a accéléré le processus de production et de certification de MolyWorks et raccourci les cycles de développement.
« La DMP 350 nous permet de réaliser des prototypes de plus grande taille et beaucoup plus rapidement », a déclaré Devin Morrow. « Si nous passons à un nouvel alliage, nous ne voulons pas que des semaines s'écoulent avait de pouvoir obtenir la pièce. Avec ces machines en interne, nous pouvons imprimer 9 itérations différentes de la même pièce et les faire tourner rapidement. »
De la conception à la production
L’impression directe en métal est idéale pour la fabrication de composants compacts présentant des formes complexes et irrégulières, des canaux internes, des textures de surface complexes et des treillis internes.
3DXpert fonctionne sur des modèles solides, directement issus d'un processus de conception technique courant. Nul besoin de gérer des fichiers STL intermédiaires et problématiques. L'impression directe en 3D d'une pièce à partir d'un fichier CAO réduit considérablement le temps nécessaire pour passer du concept à la création et à la pièce fabriquée, sans perdre la fidélité des détails. La DMP Flex 350 de 3D Systems avec le logiciel 3DXpert d'Oqton prend en charge chaque étape du workflow de fabrication additive, de la conception à la modélisation, en passant par la préparation de la fabrication.
Avec 3DXpert, les ingénieurs de MolyWorks peuvent prendre en charge la génération de structures, la conception de treillis et la conception générative dans la même interface. Cette solution logicielle unique permet de combiner certaines de ces stratégies au sein d'une même pièce et de les enregistrer à un seul endroit, évitant ainsi d'avoir recours à plusieurs logiciels.
« Le fait de pouvoir passer en toute transparence de la conception et de l'optimisation dans 3DXpert à la production avec la DMP Flex 350 nous a vraiment aidés à rationaliser notre processus », a déclaré Devin Morrow.
Fabrication à plus grande échelle
La DMP Flex 350 possède l'un des plus grands volumes de fabrication disponibles dans un système de fusion laser sur lit de poudre de taille moyenne (275 x 275 x 420 mm). Ce volume de fabrication plus important, supérieur à celui de la plupart des systèmes concurrents, offre une flexibilité totale. Outre l'impression de composants de grande taille, l'espace peut être utilisé pour imprimer plusieurs composants plus petits ou pour consolider des composants en un seul assemblage de plus grande taille et plus efficace.
Cette augmentation de la capacité de production en interne a permis à MolyWorks de développer ses activités, notamment en prenant des engagements auprès de cinq agences gouvernementales américaines et de clients commerciaux clés dans chacun de ses principaux segments : soins de santé, automobile, aérospatiale, défense, pétrole et gaz, et énergie.
« Avec la solution de 3D Systems, nous sommes passés de la fabrication d'un ou deux composants à des fabrications complètes constituées chacune de plus de 10 composants », a déclaré Chris Eonta. « Nous sommes très impressionnés par la qualité des composants de trains d'atterrissage que nous produisons avec cette imprimante et dont l'aptitude au vol va être testée. Nous sommes impatients de découvrir d'autres applications. »
