Imprimer ou ne pas imprimer : quatre conseils aux industriels de la fabrication additive

Par Andrew Wheeler
- 31 Jul 2016 - 7 min De Lecture

Comme dans toutes les industries, les fabricants de machines se heurtent à la concurrence et se tournent vers les nouvelles technologies, telles que la fabrication additive, pour prendre l’avantage. Bien sûr, cet « avantage » implique un risque d’investissement.

mold_drill

Quelle que soit la prise de risque, c’est le résultat souhaité qui détermine si elle en vaut la peine. Dans le cas d’un système industriel de fabrication additive, le résultat attendu est la capacité à produire des objets de faibles volumes exigeant un degré élevé d’adaptation. Des prototypes les plus réalistes aux autres outils plus spécifiques, les moules, les gabarits ou les étaux, deviennent des objets incontournables du paysage industriel moderne. Ces raisons, ainsi que la complexité des formes et les possibilités qu’offre la conception dans le domaine de l’outillage, poussent de plus en plus de sociétés à se tourner vers la fabrication additive, autrement appelée impression 3D.

Pour Jeff Hanson, directeur du réseau mondial de fabrication de Stratasys Direct Manufacturing, « c’est en grande partie au stade de la préproduction que les fabricants de machines industrielles font appel à la technologie. Cela leur permet de limiter les investissements immédiats pour l’outillage de production, parce que s’ils s’investissent trop tôt, ils sont à la merci des modifications de conception. Nous constatons aussi son utilisation pour la fabrication même des machines, généralement sur des lignes de production de faibles volumes, où les fabricants adoptent la fabrication additive pour en produire certaines pièces ».

En gros, deux solutions se présentent aux fabricants qui souhaitent adopter des systèmes industriels de fabrication additive : sous-traiter l’impression 3D ou acquérir leur propre système. Les raisons de leur choix varient, mais quelles que soit les conditions, les fabricants doivent tenir compte de certains facteurs, notamment les coûts de production et les processus existants, les matériaux, les volumes et les compétences de leurs ingénieurs et de leurs concepteurs.

Mais même après ces considérations, un grand nombre de sociétés qui fabriquent des machines industrielles ne savent toujours pas comment s’y prendre. Heureusement, les prestataires de fabrication additive ont simplifié et rendu plus efficace l’incorporation de l’impression 3D à différents stades de la chaîne logistique. Voici quelques astuces pour se familiariser avec l’univers de la fabrication additive.

industrial_lathe1. Explorer la base de données Senvol. Première du genre, la base de données Senvol est très complète et disponible en ligne. Le site gratuit contient un outil de recherche hautement configurable, créé spécialement pour vous aider à déterminer quelles pièces de la chaîne logistique pourraient être remplacées de manière rentable par des matériaux imprimés en 3D. L’utilisateur peut explorer plus de 30 secteurs différents, et tout y rechercher, des types de matériaux aux tailles, en passant par les résistances à la traction (les mesures de traction maximum avant rupture), jusqu’aux prix. Le site est convivial et conçu pour tout le monde : utilisateurs finaux, ingénieurs, analystes et acquéreurs industriels potentiels.

Malgré tout, faire des recherches approfondies dans une base de données est une tâche fastidieuse qui peut rebuter le débutant. « La solution consiste à trouver le point de contact entre ce qui mécaniquement faisable, c’est-à-dire ce que peut faire la technologie, et ce qui économiquement faisable, c’est-à-dire ce qui reste de l’ordre du rentable, explique le coprésident de Senvol, Zach Simkin. Ce n’est que lorsque les critères mécaniques et économiques sont satisfaits qu’une entreprise peut se lancer dans la fabrication additive. »

2. Consulter les experts.Dans ce secteur en pleine expansion, les cabinets d’expertise se multiplient. L’équipe d’ingénieurs de projets et de spécialistes de Stratasys Direct Manufacturing, l’un des plus grands prestataires internationaux de fabrication additive, associe technologie de pointe, techniques traditionnelles et tout un éventail de procédés de finition. Ils peuvent réaliser la production pour le client ou lui fournir les imprimantes Stratasys qui correspondent à ses besoins.

« Nous travaillons avec le client durant tout le cycle d’élaboration du produit, du prototypage jusqu’aux pièces finales » précise Jeff Hanson. L’un de ces clients, Curt G. Joa , est venu consulter Stratasys Direct Manufacturing pour ce qu’il pensait n’être qu’un prototype de tambour de formage sous vide servant à la fabrication de papiers toilettes. Stratasys Direct Manufacturing a pu non seulement valider le dessin technique, mais également recommander un matériau différent (thermoplastique) pour le tambour, ce qui a entraîné un meilleur rendement du produit avec la machine. Curt G. Joa s’appuie désormais sur le réseau Stratasy, qui propose pratiquement 200 machines FDM, pour sa production ponctuelle de gros volumes de la pièce.

joa_drum
The final Curt G. Joa thermoplastic part. Courtesy Stratasys Direct Manufacturing.

Senvol, lui aussi, propose des services-conseils et a travaillé avec de nombreuses sociétés figurant au classement Fortune 500 (le top des chiffres d’affaires des entreprises américaines publié chaque année par le magazine Fortune), notamment General Electric. Senvol s’est fait connaître en proposant sept scénarios rentables justifiant l’usage de la fabrication additive.

3. Suivre des formations et des cours.Les fabricants qui cherchent à en savoir plus sur la fabrication additive et ses procédés, sa mise en œuvre et les avantages qui en ressortent trouveront tous les programmes de formation dont ils ont besoin : du contrôle qualité à la sécurité, sans oublier la conception ou l’économie. En tant que groupe international indépendant spécialisé dans la science de la sécurité, UL propose des cours, des formations, des homologations, des inspections et des validations dans tous les secteurs, des appareils à la CVC, à la plomberie ou au matériel médical. Ces trois dernières années, la fabrication additive est devenue un domaine d’orientation stratégique pour cette société.

« Nous proposons un large éventail de prestations qui dépendent des défis ou des problèmes auxquels nos clients sont confrontés, déclare Chis Krampitz, directeur de la stratégie et de l’innovation en fabrication additive chez UL. Notre programme de formation officielle et d’homologation professionnelle permet de comprendre comment mieux utiliser la technologie tout en respectant les normes, les réglementations ou les exigences techniques de l’industrie. »

Concrètement, UL propose une gamme de services-conseils qui aide sa clientèle à préparer les locaux de fabrication et les procédures et à faire en sorte que les locaux de certaines opérations soient aux normes. UL intervient aussi auprès de clients qui recherchent les lignes de produits ou les pièces les mieux adaptées à la fabrication additive.

process

4. Acquérir ou sous-traiter? Comment choisir.L’une des considérations majeures est de savoir si l’on doit acquérir une imprimante 3D ou envoyer ses dessins techniques à un sous-traitant. La limite de la machine est fonction de ce qu’elle peut produire. Le facteur le plus important est donc évidemment de savoir ce que le fabricant va imprimer. Si on utilise du métal, l’étape suivante consistera à choisir les types de machines les plus adaptés : lit de poudre, poudre pulvérisée, dépôt de poudre, agglomération par jet de liant, ou impression 3D/CNC hybride. Pour le plastique, la question est de savoir si les impressions seront utilisées pour des modèles et des prototypes ou pour des pièces fonctionnelles qui exigent des propriétés matérielles normalisées. Si les besoins sont simples et qu’ils ont peu de chances de changer de façon significative, acquérir une imprimante pourra alors s’avérer la meilleure solution.

Quand bien même, une fois qu’on a la machine, il ne suffit pas de la brancher et d’appuyer sur le bouton pour pouvoir produire des pièces le lendemain. « La 3D vous force à déplacer tout le processus d’ingénierie et de production vers les étapes de conception, ce qui augmente la charge de travail en amont, explique Chris Krampitz. De fait, avec la fabrication additive, l’ingénieur concepteur et l’ingénieur de fabrication forment une seule et même personne. L’ingénieur de conception et l’ingénieur process ont des compétences complètement différentes, et notre tâche consiste donc à rassembler toutes ces compétences – celles d’un super ingénieur qui, actuellement, n’existe pas. »

Heureusement, en attendant que l’industrie rattrape son retard et crée cette nouvelle race d’ingénieurs, les fabricants peuvent se reposer sur des prestataires de services ou sur le marché. Toutefois, les fabricants industriels doivent prendre note : qu’elle soit pratiquée en interne ou sous-traitée, la fabrication additive va devenir une composante incontournable du secteur industriel.

Sur le même sujet…

Accès validé !

Merci!

Découvrez le « Future of Making »

Abonnez-vous à notre newsletter