Les imprimantes 3D n'allaient jamais "sauver" la fabrication, mais voici comment elles deviennent rapidement un incontournable de l'industrie 4.0

Jan 31, 2024

Vers 2015, les gros titres et l'hystérie autour de l'impression 3D ont atteint leur paroxysme. Si vous vous êtes abonné au buzz - et nous sommes si nombreux à l'avoir fait - la révolution était proche. Nos maisons seraient bientôt équipées d'imprimantes personnelles qui fabriqueraient tout, des meubles aux outils en passant par les pièces de rechange. Et quand il s'agissait du monde industriel, nous entrions dans une toute nouvelle ère.

"Les imprimantes 3D vont changer la fabrication", a déclaré The Economist.

En réalité, il est tout simplement impossible que quoi que ce soit ait pu être à la hauteur du battage médiatique.

Nous voici quelques années plus tard et il n'y a pas un titre flashy en vue. Et ce n'est pas grave. L'ère des super-héros de l'impression 3D a tranquillement cédé la place à des cas d'utilisation pratiques et importants au sein des entreprises de fabrication. Ce n'est pas le sauveur qu'il était censé être, mais il s'avère être un outil inestimable dans la boîte à outils de l'industrie 4.0 - et c'est exactement ainsi qu'il aurait dû être perçu depuis le début.

L'impression 3D, ou fabrication additive, a en effet parcouru un long chemin au cours de la dernière décennie. Mais plutôt que de révolutionner l'industrie, elle a trouvé de la valeur en augmentant les techniques traditionnelles.

Cela s'est notamment produit en offrant aux fabricants un moyen plus rapide et plus transparent de créer des pièces personnalisées, comme des fixations. Les fabricants avaient l'habitude d'envoyer des conceptions métalliques à un atelier de construction de luminaires et d'attendre six semaines ou plus pour le produit fini. Avec l'impression 3D, vous pouvez entrer le design et en 20 minutes environ, vous obtenez un dispositif de maintien en nylon renforcé.

Il est également utilisé pour créer rapidement des prototypes pour certaines sociétés de conception ou fournisseurs de pièces. Lorsqu'un client veut voir une pièce sous forme physique, quelques clics et une imprimante 3D commencera à la recracher.

Enfin, les fabricants tirent parti des additifs pour créer des pièces pour des produits nouveaux et à faible volume. Ils réduisent les coûts en évitant de payer des moules coûteux avant que le produit ne se révèle viable. Cela dit, une fois que le produit décolle et que les commandes arrivent, les imprimantes 3D deviennent généralement moins attrayantes pour la fabrication à grande échelle, car les coûts par travail sont encore relativement élevés. Les impressions individuelles peuvent coûter quelques centaines de dollars.

Comme le dit Herbert Yu, les imprimantes 3D progressent dans la chaîne de valeur. Yu est le directeur des initiatives de croissance des revenus chez Formlabs, qui se concentre sur la fabrication d'imprimantes 3D qui peuvent aider les fabricants à créer facilement des pièces de qualité industrielle à un prix abordable. C'est le plus grand fournisseur d'imprimantes 3D professionnelles de stéréolithographie et de frittage laser sélectif au monde. Selon Yu, les fabricants ont commencé à utiliser des imprimantes 3D pour le développement de produits, mais de plus en plus d'entreprises les utilisent maintenant dans la production finale. Les imprimantes 3D permettent aux fabricants de diversifier leur portefeuille de matériaux, de mieux équiper leurs centres d'innovation et de fournir une capacité supplémentaire en cas de besoin. Cela a peut-être été injustement qualifié de panacée il y a dix ans, mais ces jours-ci, le silence sur le sujet ne correspond guère au marché réel que l'impression 3D a trouvé.

"La bulle a en quelque sorte éclaté en 2014, alors que tout le monde se concentrait sur le marché B2C", explique Yu. "Les vrais acteurs qui sont restés se sont concentrés sur le côté B2B." L'industrie continuera de croître à mesure que les développeurs d'impression 3D trouveront de nouvelles façons d'améliorer les propriétés des matériaux. "Cela pourrait être de meilleures finitions de surface, une meilleure résistance à la chaleur, une meilleure résistance chimique", dit-il. "Il y a tellement d'applications différentes que nous pouvons servir grâce au développement de matériaux avancés."

Yu dit également de surveiller une tendance à la personnalisation de masse. Formlabs a collaboré avec Hasbro HAS sur la série Selfie du fabricant de jouets, une opportunité pour les fans d'envoyer des selfies, de sélectionner des options de personnalisation comme la couleur des cheveux et le teint, et de recevoir un super-héros mini-moi personnalisé. "Nous avons atteint le point où ils pouvaient réaliser une personnalisation de masse des produits à la fois du point de vue des opérations mais aussi du point de vue des coûts", déclare Yu. Il s'attend à ce que la personnalisation de masse continue de gagner en popularité.

Les capacités d'impression 3D continueront de progresser. Je m'attendrais à voir davantage une technique appelée fabrication hybride, où les imprimantes 3D déposent des gouttes de plastique à peu près de la taille de tout ce qu'un fabricant fabrique, puis la machine CNC le fraise, le broie et le termine.

Mais l'innovation dans le domaine des plastiques n'est pas le seul moyen pour l'industrie d'aller de l'avant. À bien des égards, les progrès de la fabrication additive à base de métaux représentent la prochaine frontière. Actuellement, le cas d'utilisation le plus important pour l'impression sur métaux concerne les pièces minuscules à haute résistance. L'usinage de ces pièces peut être extrêmement coûteux, mais de petits magasins surgissent qui peuvent le faire avec des additifs. Les applications vont des petits engrenages pour les fabricants aux pièces clés des dispositifs médicaux.

Les grosses pièces métalliques arrivent ensuite. Il est déjà possible de créer des pièces métalliques aussi grandes que 10 pieds de haut sur 4 pieds de large, la machine tournant en rond en déposant le matériau. Bien que ces machines aient tendance à ne pas être aussi précises que celles qui impriment des pièces plus petites, cette précision est en route. Et cela signifiera des choses passionnantes pour les fabricants.

Pour certains fabricants, les imprimantes 3D étaient devenues la chose qu'ils allumaient pour impressionner les enfants lors des visites d'usines. Bien sûr, la capacité de produire des ooohs et des ahhhs ne doit pas être ignorée - comme je l'ai déjà écrit, nous avons besoin de plus de jeunes enthousiastes à propos des capacités avancées de la fabrication new age.

Mais l'impression 3D est plus qu'un poney de spectacle. Alors que de plus en plus d'entreprises mettent à jour leurs ateliers avec les dernières technologies de l'industrie 4.0, l'impression 3D peut et doit être un élément de base de l'arsenal. La prochaine frontière sous la forme de métaux promet d'offrir encore plus de valeur.

L'impression 3D n'a peut-être pas rempli le battage médiatique qui a commencé il y a dix ans, mais elle devient rapidement un enjeu technologique dans l'atelier pour aider à améliorer les marges et les délais d'exécution. Le marché de la fabrication additive devrait doubler d'ici 2026, donc si vous n'avez pas trouvé de moyen d'intégrer l'impression 3D dans votre ligne de production, c'est beaucoup de potentiel de croissance à laisser sur la table.