Vous voulez réduire la consommation d’énergie dans la fabrication ? Essayez l’impression 3D
L’impression 3D nécessite moins d’énergie en production que la fabrication traditionnelle. Il consomme également moins d’énergie dans le processus de conception.
Il s’agit de la deuxième partie d’une série en trois parties sur la durabilité de l’impression 3D. Le premier article était Time for Clean Production Methods? L’impression 3D pourrait être la solution. La deuxième partie examine l’utilisation de l’énergie dans le processus de fabrication additive et l’efficacité énergétique dans les fonctions de conception de l’impression 3D.
La fabrication additive offre une réduction des émissions de dioxyde de carbone. L’impression 3D est un processus plus efficace que l’usinage ou le moulage. Moins d’énergie est nécessaire pour créer les produits, en particulier lorsque la production comprend la fusion de pièces. La consolidation des pièces en elle-même offre des économies de carburant à long terme et moins d’émissions lorsqu’il s’agit de produire des produits.
Une étude de l’Université technologique du Michigan a révélé que 41 à 64 % d’énergie en moins était utilisée pour imprimer un objet en 3D par rapport à sa fabrication à l’étranger et à son expédition aux États-Unis. Le résultat net de l’utilisation de la fabrication additive aux États-Unis est moins de matériaux requis et un besoin réduit d’expédition.
Selon le Forum économique mondial, l’impression 3D peut avoir un impact sur la fabrication durable.
Sommaire
Le processus d’impression 3D consomme moins d’énergie que la fabrication traditionnelle
En plus du processus moins énergivore, la fabrication additive nécessite moins d’énergie pour soutenir la production. « Le processus d’impression 3D consomme moins d’énergie pièce à pièce que la fabrication traditionnelle », a déclaré Guayente Sanmartin, directeur mondial et directeur général de l’activité HP 3D Multi Jet Fusion. Nouvelles de conception. « Moins d’énergie est nécessaire lorsque les pièces sont imprimées à la demande, les coûts de stockage sont réduits et moins d’énergie de travail doit être dépensée pour les pièces pouvant être imprimées pendant la nuit. La réduction de l’énergie a lieu tout au long du cycle de vie du produit.
Sanmartin a noté qu’il existe plusieurs processus de production en impression 3D qui consomment moins d’énergie que la fabrication traditionnelle :
- En pré-production, l’impression 3D peut réduire considérablement le besoin d’outillage, qui nécessite de grandes quantités d’énergie pour être fabriqué.
- Pendant la production, le nombre de sous-ensembles est réduit, réduisant l’énergie globale requise pour produire des produits en série.
- Dans le service et la maintenance, l’impression 3D permet la fabrication à la demande, ce qui réduit le besoin de stocker des pièces sur une multitude d’années, en supprimant l’énergie nécessaire pour entretenir les pièces dans le temps.
Sanmartin a également noté que HP avait développé une technologie d’impression 3D qui contribue à la durabilité. « Par rapport aux technologies de frittage laser sélectif (SLS) et de modélisation par dépôt par fusion (FDM), la technologie Multi Jet Fusion peut réduire les besoins énergétiques globaux nécessaires pour atteindre une fusion complète et réduire les exigences du système pour les grands fours scellés sous vide. La technologie Multi Jet Fusion utilise moins de puissance de chauffage que les systèmes SLS pour de meilleures propriétés des matériaux et des taux de réutilisation des matériaux, minimisant ainsi les déchets.
Le processus de conception prend en charge la durabilité
Une grande partie du processus de conception pour la fabrication additive est effectuée sur des ordinateurs. Les progrès des simulations informatiques ont permis d’identifier où les pièces peuvent être améliorées. Le processus de conception d’impression 3D permet également aux utilisateurs d’identifier où une pièce peut tomber en panne, ce qui signifie que moins de prototypes sont nécessaires et moins de déchets sont générés.
En outre, les conceptions peuvent facilement être partagées numériquement et les pièces imprimées à proximité ou sur site. Cela réduit considérablement les coûts de transport et réduit l’énergie dépensée pour l’expédition. Avec la fabrication traditionnelle, les matières premières et les produits finis doivent être expédiés sur de longues distances, ce qui augmente les émissions de dioxyde de carbone. « Nous n’avons plus à expédier de pièces à travers le pays. Au lieu de cela, nous pouvons envoyer un fichier pour une pièce à produire sur site », a déclaré Sanmartin. « C’est là que la réduction de l’empreinte du transport entre en jeu et contribue à compléter les avantages de l’impression 3D en matière de durabilité. Et, en pré-production, l’impression 3D réduit considérablement le besoin d’outillage, qui nécessite de grandes quantités d’énergie pour être fabriqué.
Un autre domaine de la conservation de l’énergie est le processus de prototypage. Les outils de conception générative réduisent une grande partie des tests et des essais et erreurs énergivores impliqués dans la création d’un produit pour la fabrication traditionnelle. « La conception joue un rôle essentiel dans la détermination des impacts environnementaux – et le logiciel en fait certainement partie », a déclaré Sanmartin. « Avec les progrès des logiciels, les ingénieurs peuvent concevoir et itérer sur des prototypes, éliminant ainsi le nombre de fois qu’ils doivent être physiquement créés. Cela réduit naturellement la consommation de matière et l’énergie dédiée à la production de pièces.
