3D Printing un aperçu Process Matériaux Chances - Limites i-net Technology Workshop 3D Printing à Delémont

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1 3D Printing un aperçu Process Matériaux Chances - Limites i-net Technology Workshop 3D Printing à Delémont Ralf Schumacher Head group for Medical Additive Manufacturing ralf.schumacher@fhnw.ch IMA Institut for Medical and Analytical Technologies FHNW

2 Agenda Contexte: Institution / Présentateur Histoire: évolution de l'impression 3D Chances de l'impression en 3D Matériaux et systèmes - avantages / inconvénients Perspectives

3 Institution / Speaker Institution FHNW School of Life Sciences Ralf Schumacher, FHNW IMA Institute for Medical- and Analytical technologies: Research Topics: Implantat development (Design and Additive Manufacturing), Image analysis, Surgical Systems, Software Development Bachelor- und Master Courses Présentateur Mechanical Engineer, Economies and Management, 17y experience in 3D Printing Scientist and Lecturer Head groupf for Medical Additive Manufacturing 8 3D Printer, +2 by end of 2015 Consultant Trade Fair in Erfurt (Germany) for RapidTech - MedTech Consultant Trade Fair Lucerne Swiss MedTech Expo 2015 und AMX und

4 Histoire: 3D Printing Stereolithographie 1983 Charles W. Hull, Brevet Création de 3D Systems Selective Laser Sintering SLS Brevet 1987 US-Patent: US , Charles W. Hull, Anmeldedatum 8. Aug Equipements: - Stereolithographie - Extrusion - Selective Laser Sintering SLS Quelle: 3D Systems, Versuchsanlage Charles W. Hull

5 Histoire: 3D Printing Début: prototypage rapide - Modèles de Concept pour le développement - matérialisation de données CAO Ensuite: prototypage fonctionel - Prototypage fonctionel - Essais pratiques simples Comparaison d une plaque conventionnelle (usiné) (ci-dessus) et au moyen d'impression 3D métallique (Selective Laser Melting (cidessous). Quelle: FH Nordwestschweiz & Medartis AG Basel À partir des années. 2000: Rapid Manufacturing - Technologies établie pour la production - Précision, Matériaux - Reproductibilité, stabilité du processus 2009: Additive Manufacturing ASTM-F

6 Histoire: 3D Printing Aujourd hui: 3D Printing 3D Printing: - Hype sur les 4 dernières années - Brevets clés sont tombés dans le domaine public - Appareils Low-Cost Bien de consommation - Hype sans innovation technique

7 Chances Total costs Avantages processus génératifs: Production flexible à partir d une pièce "Personnalisation de masse«number of pieces complexité réalisable costs per piece Advantages Nouveaux designs possibles Simplification des Designs Complexity

8 Processus Modèle 3D Internet CAO 3D Scan Fichier STL Réparation Orientation Définition supports Pre-Processing Coupe Paramètres de la 3D Impression 3D Liant Laser / DLP Filament Post- Processing Suppression des supports Mécanique Thermique 3D Printer

9 SLM-Solutions Impression 3D de métaux Selective Laser Melting (SLM) Technologie Impression 3D (Liant) Electron-Beam Melting (EBM) ExOne Arcam 9

10 Selective Laser Melting SLM + Résolution juste Haute densité - Stress thermique Propriétés des matériaux Besoin de supports Materiaux Inox Titan & alliage Aluminium Alliages de Nickel Or 8 mm SLM-Solutions 10

11 Micro Scale SLM - 3D MicroPrint (EOS) + Propriétés des matériaux Haute densité Haute resolution - Matériaux Inox Tungstène Molybdène Petites pièces

12 Electron Beam Melting EBM + Propriétés des matériauy Productivité Haute densité Pas de support - Matériaux Cobalt Chrome Titanium & Alloys Résolution moins bonne Arcam

13 3D Systems Impression 3D de céramiques Impression 3D (Liant) Technologie Slurry Stereolithography (SLA) Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) Prodways LITHOZ 13

14 3D Druck Liant + Moules (coulée) Plate-forme de recherche pas cher Pas besoin de support - Résolution faible Basse densité Matériaux Gypse HA (Research) TCP (Research) 3D Systems CustomPartNet 3D Systems 14

15 Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM) + Haute résolution Haute densité - Petites pièces Frittage Besoin de supports Materiaux Al 2 O 3 ZrO 2 TCP Lithoz & ceramic powder LITHOZ

16 Slurry Stereolithography + Haute résolution Haute densité Grande plateforme - Contrainte interne Frittage Materiaux Al 2 O 3 ZrO 2 TCP HA Prodways / 3D Ceram & ceramic powder Prodways

17 Impression 3D Druck de Platiques Makerbot / Stratasys Fused Deposition («Imprimante 3D») ObJet Family of Stratasys Technologie Selective Laser Sintering (SLS) Stereolithographie (SLA) EOS 3D Systems 17

18 Fused Deposition Modeling FDM + Économique Facile à utiliser - Materiaux Variety of polymers available Basse résolution Basse précision Rugosité de surface Besoin de supports Makerbot / Stratasys

19 Selective Laser Sintering + Technologie établie Pas de support Bonne précision Bonne résolution - Déformation Vieillissement des matériaux Matériaux Différents polymères disponible comme polyamide PEEK polystyrène polyuréthane EOS

20 Stereolithography SLA + Technologie établie Bonne précision Bonne résolution - Déformation Besoin de supports Materiaux Différents polymères disponible comme des Caoutchoucs Pour fondrie (forme perdu) durable couleurs 3D Systems

21 Outlook «Des centaines de machines AM feront la production de pièces d'airbus dans les 5 ans», Airbus Airbus Concept Laser Nouveaux business modèles grâce à la fabrication décentralisée Expiration d'autres brevets clés Accès à la technologie facilité R&D: Nouveaux matériaux et structures Nouveaux Designs et nouveaux produits Introduction de normes Quelle: Organovo June 2016, Erfurt Sept. 2016, Luzern

22 Merci pour votre attention Contact: