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Avis d'expert

L'impression 3D bouleverse le concept même de fabrication

Jean-François Preveraud

Jon Cobb,
Vice-président exécutif de Stratasys

 

L'impression 3D bouleverse le concept même de fabrication

Développer rapidement des outillages peu couteux

© DR

L'impression 3D poursuit son expansion sur toute une série de plates-formes, de l'industrie à l'utilisation personnelle. Jon Cobb, vice-président exécutif de Stratasys, l’un des pionniers de l'impression 3D, nous offre une vision générale des secteurs où l'impact de cette technologie est le plus marquant, non seulement pour les produits, mais pour l'ensemble des outillages nécessaires à la fabrication.

Seule une personne ayant passé ces dernières années sur la Lune n'a pu se rendre compte du développement continu de l'impression 3D. À partir d'un noyau initial créé il y a plus de 25 ans, la technologie s'est progressivement consolidée, à tel enseigne qu'elle est aujourd'hui largement utilisée pour une multitude d'applications, dans des secteurs de l'industrie divers et florissants.

Jon Cobb,
Vice-président exécutif de Stratasys

 

Il convient de remarquer qu'au cours des trois ou quatre dernières années, l'impression 3D s'est particulièrement développée dans certains domaines. Tout d'abord, l'avènement du marché du consommateur et du ‘‘prosommateur’’ (consommateur se transformant en producteur n.d.l.r.), avec des prix se situant généralement aux alentours de quelques milliers de dollars, a favorisé la liberté de fabrication et suscité de nombreuses innovations.

Une pénétration grandissante dans l’industrie

En ce qui concerne le secteur industriel, la technologie est de plus en plus présente dans le processus de fabrication, notamment dans la fabrication alternative, où l'impression 3D produit l'élément ou la pièce destinés à une utilisation finale. Nous parlons ici de la perception du ‘‘nirvana’’ de l'impression 3D, laquelle a réellement décollée il y a environ trois ans, avec de nombreux fabricants de secteurs tels l'aérospatial ou l'automobile, réalisant un nombre de pièces surprenantes. De plus, General Electric a récemment évoqué en public la place grandissante qu'occupe l'impression 3D dans son fonctionnement et déclaré que cette technologie allait concerner 50 % de sa fabrication en 2016.

D'un point de vue commercial, l'impression 3D est réellement en train de révolutionner la fabrication, et pas seulement au niveau de quelques entreprises, mais de tous les secteurs industriels. Les répercussions sont si profondes que tous les domaines de l'économie en sont potentiellement affectés. Connu sous le nom de fabrication ‘‘augmentée’’, c'est dans ce domaine que la technologie offre une alternative tangible et réellement significative, en termes de réduction des coûts et des délais, à tous ceux qui l'intègrent à leurs processus de production.

Révolutionner les méthodes de fabrication traditionnelles

Cela est dû au fait que les outillages nécessaires à la fabrication d’un produit sont eux-mêmes imprimés en 3D, notamment les gabarits, les systèmes de fixations et autres dispositifs, tout en conservant une qualité et une efficacité de production élevées, et sont également utilisés pour fabriquer d'autres pièces ou produits. Ces outils, employés pour positionner, retenir et organiser des composants et des sous-assemblages au cours du processus de fabrication, sont virtuellement invisibles lorsque la production se déroule sans accrocs, mais leur importance se révèle en cas de problème.

                      

                                   Outillage obtenu en impression 3D
                         utilisé chez BMW pour monter des pare-chocs

Dans ce cas, pour éviter des interruptions dans la production ou des défauts sur les produits, des fixations ou des gabarits doivent être rapidement réalisés, fabriqués et déployés pour maintenir le flux de travail. L'inconvénient réside dans le fait qu'ils sont généralement fabriqués en métal, en bois ou en plastique et souvent unitairement, au moyen de processus manuels ou semi-automatisés, ce qui entraîne des délais de fabrication pour chaque outil allant d'une à quatre semaines, entre la conception et la fabrication. De plus, s'agissant d'outils élaborés ou complexes, plusieurs cycles de conception, de prototypage et d'évaluation sont nécessaires pour atteindre le rendement souhaité. Ainsi, il est facile de constater que ce domaine de la fabrication est généralement coûteux, tant en termes financier que temporel.

La bonne nouvelle est que l'impression 3D est adoptée rapidement pour ces tâches, soulageant les entreprises d'une charge qui augmente les coûts et les délais de fabrication. De plus, elle fournit une méthode rapide et sûre de produire de tels éléments. Grâce à la modélisation par dépôt de fil en fusion (FDM), le processus de fabrication traditionnel est largement simplifié et rend la fabrication d'outils moins onéreuse et plus rapide.

Réduire coûts et délais

Les avantages immédiats et réels pour les fabricants se reflètent dans des améliorations instantanées de la productivité, l'efficacité et la qualité. Certaines sociétés commencent juste à produire des éléments présentant des risques réduits et un rendement élevé, alors que d'autres en profitent depuis une dizaine d'années. Ces sociétés ne se contentent pas de remplacer les machines, mais revoient l'ensemble de leurs lignes de production, afin de travailler de manière plus efficace, précise, rapide, simple et rentable.

Certains de nos clients ont constaté des réductions des délais de production allant de 70 à 95 % et une réduction des coûts de 40 à 90 %. L'entreprise allemande Seuffer est l'exemple parfait. Depuis qu'elle a incorporé à son processus de fabrication l'impression 3D, ce fournisseur de pièces pour les appareils électroménagers et les véhicules commerciaux a réduit de manière significative ses délais et ses coûts de production de pièces échantillons moulées par injection.

                        
                          Comparaison entre un outillage conventionnel
                                            et un outillage immprimé
                           utilisé dans la phase de développement produit

Grâce à l'impression 3D, Seuffer peut concevoir des ‘‘brouillons’’ du moule d'injection en quelques jours, puis les imprimer en 3D en moins de 24 heures, afin d'évaluer la pièce. Il aurait fallu auparavant huit semaines pour fabriquer l'outil en métal au moyen du processus d’usinage CNC classique, ce qui constitue une réduction impressionnante. Par ailleurs, la société aurait dû payer 40 000 euros pour un outil conventionnel, alors qu'un outil imprimé en 3D coûte moins de 1 000 euros, ce qui constitue une économie considérable de 97 %.

Actuellement, les secteurs de la fabrication en Occident se trouvent encore sur la voie de la récupération, après plusieurs années de tourmente économique. Les signes sont toujours plus positifs et les preuves de la reprise toujours plus claires, mais la capacité du secteur à se récupérer totalement va dépendre du comportement des entreprises. À cet égard, il convient de dire, sans crainte d'être contredit, que l'impact positif de l'impression 3D est, et sera, considérable sur le monde de la fabrication.

Jon Cobb,
Vice-président exécutif de Stratasys

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