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Cadence, intégration dans l’usine et impact environnemental… les défis de la fabrication additive pour entrer en production dans l’automobile

Alexandre Couto

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Cadence, intégration dans l’usine et impact environnemental… les défis de la fabrication additive pour entrer en production dans l’automobile

© IRT Saint-Exupéry

Si l’impression 3D est entrée en production dans certains secteurs industriels, elle tarde à s’imposer dans l’automobile. A l’occasion d’une table ronde organisée le 9 mars, dans le cadre des Rencontres Franco-Allemandes de la fabrication additive, équipementiers et fournisseurs de solutions industrielles ont échangés sur les défis que doit relever cette technologie pour répondre aux exigences du secteur auto.

Depuis quelques années, l’impression 3D a pris ses marques en production dans des secteurs comme le médical, l’aéronautique, le ferroviaire ou encore le spatial. Si elle y apporte une véritable valeur ajoutée, en autorisant des designs innovants, elle peine à s’imposer dans d’autres industries comme l’automobile.

À l’occasion des Rencontres Franco-Allemandes de la fabrication additive, organisée les 8 et 9 mars par la Chambre Franco-Allemande de Commerce et de l’Industrie, une table ronde réunissant un spécialiste de la motorisation Bosch Power Train, l’équipementier de rang 1 Faurecia et Siemens, grand acteur des solutions industrielles numériques, a permis de débattre des avantages et des faiblesses de l’impression 3D en tant qu’outil de production pour le secteur automobile.

Des temps de fabrication loin des standards du secteur

Si Faurecia s’est penchée dès 2016 sur les technologies de fabrication additive, l’équipementier avoue ne pas avoir encore trouvé le moyen de l’utiliser sur ses chaînes de fabrication. « Nous avons équipé plusieurs de nos usines avec des imprimantes », explique Grégoire Ferré, directeur du projet transformation numérique de Faurecia, « c’est une technologie très utile en tant que support à la production, notamment pour faire rapidement des moules d’injection. Mais nous nous heurtons à une réalité lorsqu’il s’agit d’aller plus loin : le Takt Time [temps de production, ndlr] de ce procédé est incompatible avec les exigences du secteur automobile ».

A la recherche de nouvelles fonctionnalités

Les participants de cette table ronde s’accordent sur le fait qu’il est vain de basculer la production de pièces existantes, optimisée pour les procédés traditionnels, vers la fabrication additive. Une stratégie qui n’apporte pas suffisamment de valeur ajoutée pour rendre la technologie véritablement attractive.

« Le passage vers l’impression 3D doit s’accompagner d’un changement en profondeur de la manière dont on conçoit les véhicules », souligne Karsten Heuser, vice-président de la division fabrication additive de Siemens « Le design des pièces doit être repensé au moyen des outils numériques pour apporter de nouvelles fonctionnalités. »

A l’instar de ce qui est actuellement pratiqué dans le secteur aéronautique, l’impression 3D pourrait permettre de réduire significativement le nombre d’éléments à assembler, en produisant des pièces plus complexes. Une approche qui, en diminuant le nombre d’étapes de fabrication, pourrait réduire ce fameux Takt Time. L’impression 3D multimatériaux suscite également beaucoup d’espoir pour améliorer l’efficacité de certains systèmes, notamment en facilitant la dispersion de chaleur.

Mieux intégrer et faciliter l’accès à l’impression 3D

Selon Grégoire Ferré, cela ne sera possible qu’en acculturant d’avantage les ingénieurs du secteur automobile aux avantages de l’impression 3D et en essaimant cette nouvelle vision de la conception des véhicules. « Pour le moment, nous n’avons pas assez de connaissances pour redessiner et optimiser les pièces. », appuie-t-il. « La culture de la fabrication additive n’a pas encore assez infusée dans le secteur automobile ».

Un avis partagé par Jan Tremel, responsable du centre de compétence 3D printing de Bosch, qui renchérit en estimant qu’il faut désormais porter un regard nouveau sur le procédé. « L’impression ne doit plus être pensée isolément, mais plutôt comme un maillon dans une chaîne de production qui doit tenir compte des exigences industrielles. Les constructeurs d’équipements ont un rôle important à jouer pour faciliter l’intégration de la technologie, notamment sur la partie de post-traitement des pièces qui est tout aussi importante que l’impression en elle-même. », souligne-t-il.

Un bilan carbone encore peu satisfaisant

L’impact environnemental est également un autre défi que doit relever le procédé pour s’imposer en production. En effet, les analyses de cycle de vie (ACV) se sont multipliées récemment dans le secteur automobile pour quantifier les bilans carbone. Et compte tenu des volumes de production du secteur, l’impression 3D n’est pas encore au niveau dans ce domaine. « Même si nous utilisons moins de matière, l’impression 3D utilise des techniques particulièrement énergivores. Les lasers utilisées par la fusion sur lit de poudre n’affichent pas un bilan carbone très intéressant », pointe Grégoire Ferré. « Par ailleurs, la recyclabilité des pièces imprimées, notamment plastiques, n’est pas aussi bonne que nous l’espérions. »

Si l’impression 3D n’est pas encore prête à faire de l’ombre dans les usines aux procédés traditionnels, Grégoire Ferré espère voir émerger très prochainement des chaines de production hybrides où l’impression 3D sera utilisée, au côté des procédés actuels, pour certaines pièces au design spécifiques. « Ce n’est pas encore le cas, mais nous possédons en Europe de nombreuses compétences, tant sur le software que le hardware, qui peuvent nous permettre de devenir des acteurs majeurs sur cette nouvelle technique de production », renchérit Jan Tremel.

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