Lors du Formnext de cette année, le salon mondial de la fabrication additive, Siemens montre à quoi ressemble la fabrication additive durable. À l’aide de plusieurs cas d’utilisation, l’entreprise d’innovation montre comment les ressources, l’empreinte carbone et l’impact environnemental peuvent être minimisés. À cette fin, toute la chaîne de valeur d’un article doit être considérée de manière transparente. Les objectifs environnementaux peuvent être atteints et une industrie respectueuse de l’environnement peut être créée.
Style durable des options de préhension additive
Dans le premier cas d’utilisation, Siemens prouve que la conception optimisée du produit joue un rôle important rôle dans la production additive verte. Avec l’option de préhension d’un robot de manutention utilisé dans la production de véhicules, la masse totale de la pince pourrait être réduite de 64 %. En utilisant la liberté de conception dans la production additive au stade du style, le poids et donc le matériel nécessaire peuvent être considérablement réduits. Avec « NX for AM », Siemens fournit une chaîne de procédure numérique fluide pour découvrir la meilleure conception grâce à l’optimisation de la topologie, puis la vérifier à l’aide de la simulation FEM et la préparer pour l’impression. De plus, « Teamcenter Product Cost Management » et « Product Carbon Footprint Calculator » permettent d’optimiser à la fois les coûts de production et l’empreinte carbone de l’article en amont. Le travail spécifique comprenait initialement un service de préhension pesant plus de 58 kg, qui était assemblé à partir de plus de 660 pièces. En plus de la réduction de poids, la flexibilité de conception a également réduit de 80 % le temps d’assemblage en supprimant la nécessité d’assemblages compliqués. En comparant le style traditionnel et additif, les coûts de production ont été réduits de 73 % ; avec une empreinte carbone inférieure de 82 %. De plus, la réduction de poids a permis à son tour d’utiliser des robots de plus petite taille, entraînant des économies d’énergie de 54 % chaque année.
Une production plus efficace grâce à un apport énergétique optimisé numériquement
Un deuxième cas d’utilisation pour la production d’additifs respectueux de l’environnement est la coopération avec GENERA, un fournisseur international de premier plan d’innovations de production d’additifs extrêmement automatisées à base de photopolymères, en combinaison avec le « kit d’outils de préparation d’usine numérique AM » de Siemens Advanta. Ici, la production massive de connexions enfichables a été simulée en utilisant le traitement numérique de la lumière. Grâce au « Digital Twin of Production », des analyses précises et transparentes de la consommation d’énergie des imprimantes 3D sous différents états de l’appareil ont pu être créées sans perturber les systèmes en cours d’exécution. Grâce à une gestion plus efficace de l’énergie, il a été possible d’économiser entre 25 et 30 % des besoins énergétiques par élément produit, en fonction de l’utilisation des imprimantes.
Développer des matériaux respectueux de l’environnement pour l’impression 3D
Dans la 3ème application, Siemens montre que dans l’impression 3D pour les bâtiments et les infrastructures, les produits respectueux de l’environnement – de préférence même entièrement naturellement dégradables – offrent un énorme potentiel pour un marché durable. Le constructeur d’appareils AM CEAD et Poly Products, un spécialiste néerlandais des produits composites, ont développé des défenses portuaires en lin imprimées en 3D dans le cadre du travail SeaBioComp de l’UE. Les défenses portuaires sont des tampons qui garantissent que les murs de quai n’endommagent pas les murs extérieurs des navires selon le port. Les défenses portuaires sont généralement en plastique. Celui-ci pénètre à son tour dans la mer par abrasion sous forme de microplastiques dangereux pour l’environnement.
Les défenses en lin sont tout aussi résistantes que les défenses portuaires traditionnelles ; ont cependant une empreinte carbone moindre. Le lin est 100% écologique.
Pour produire des défenses à partir de lin, Poly Products compte sur une imprimante 3D avec un système de contrôle de Siemens. Le Sinumerik 840D sl est installé dans la machine de site Web 3 axes CFAM Prime de CEAD. Cela permet d’obtenir la précision nécessaire dans le mouvement robotique complexe pour permettre à la fois l’application appropriée du produit et le fraisage du composant jusqu’au dernier contour.
L’impression à la demande et le réseau AM réduisent l’empreinte carbone
La production additive marque la voie pour produire de la décentralisation. Il modifie le paradigme existant de l’inventaire physique coûteux en une installation de stockage numérique, où les articles sont produits juste au moment où ils sont nécessaires, à proximité du point de réception. Il augmente la résilience de la chaîne d’approvisionnement, diminue les dépenses de stockage et diminue les émissions de CO2 du transport. Les solutions numériques de fabrication de Siemens Ingredient permettent aux organisations de créer, de confirmer et d’accréditer ces actifs numériques dans des bibliothèques prédéfinies, toutes prêtes à être achetées en un clic. Le réseau Siemens AM achemine ces demandes de fabrication vers les sites Web de production les plus appropriés pour maximiser la capacité de production mondiale et garantir une utilisation plus élevée de l’équipement. Les temps d’arrêt inutiles sont évités, l’énergie dépensée pour le réchauffement et le refroidissement de l’imprimante 3D est utilisée efficacement. Le réseau Siemens AM permet également aux entreprises d’interagir numériquement entre elles et de s’améliorer en utilisant des installations de production sous-utilisées avec des besoins de production variables.
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