Conseils d’experts : comment intégrer l’impression 3D dans votre entreprise ?

Aujourd’hui, les technologies 3D changent la façon dont les entreprises fabriquent certains de leurs produits. En choisissant d’intégrer l’impression 3D dans une entreprise, il est possible de repenser le processus de production de diverses pièces – des prototypes aux pièces d’utilisation finale – de manière plus optimale. Selon l’étude « The State of 3D Printing 2020 » de Sculpteo, 80% des participants à l’enquête utilisent l’impression 3D depuis au moins 2 ans pour créer des pièces complexes, multiplier les itérations, réduire le temps de mise sur le marché et diminuer les coûts de production. Dans une autre étude réalisée par Dimensional Research, 88 % des parties prenantes interrogées ont reconnu que l’industrie pourrait économiser des milliards de dollars en coûts de production en adoptant cette technologie.

Bien que les avantages de l’adoption des technologies d’impression 3D soient assez illustrés, de nombreuses entreprises hésitent encore à investir dans cette technologie. L’enquête de Sculpteo révèle en effet que 59 % des participants estiment que les coûts d’entrée sont trop élevés et qu’il y a un manque de connaissances dans ce secteur pour réussir son investissement. Alors, quand et comment une entreprise doit-elle investir dans l’impression 3D ? Nous avons demandé à trois experts de nous en dire plus sur ce qu’une entreprise doit prendre en compte avant de se lancer. Nous nous sommes entretenus avec le Dr Heiner Lang, membre du conseil d’administration de BOSCH Rexroth AG, et responsable du développement et de l’automatisation des usines ; Christophe Eschenbrenner, directeur commercial senior de 3DEXPERIENCE Marketplace Enterprise chez Dassault Systèmes ; et André Venzal, co-fondateur de Rupture Tech Consulting, un distributeur de solutions de fabrication additive qui travaille main dans la main avec OKM3D.

Quand est-il judicieux pour une entreprise d’intégrer l’impression 3D ?

La fabrication additive est apparue dans les années 1980 et a été presque exclusivement utilisée pour développer des prototypes rapidement et à moindre coût. À l’époque, on parlait souvent de technologie de prototypage rapide. Cependant, ces dernières années, cette technologie a connu une croissance rapide : le flux de travail de la fabrication additive a été optimisé et davantage de matériaux ont été développés et qualifiés pour construire un processus répétable et précis. Suite à cette évolution, les entreprises ont commencé à utiliser la technologie non seulement pour créer des prototypes, mais aussi pour concevoir et fabriquer tous types de pièces d’utilisation finale.

Cette évolution ne signifie pas que les entreprises ont abandonné le prototypage ; beaucoup continuent à bénéficier de cette application aujourd’hui. Essentiellement, « l’impression 3D est un complément utile lorsqu’il s’agit de produire des prototypes, des petites séries et des composants innovants avec de nouveaux types de géométries« , explique le Dr Heiner Lang. André Venzal ajoute : « Il est logique d’investir dans l’impression 3D à un stade très précoce du développement d’un produit, ainsi que d’imprimer un large panel d’applications telles que des fournitures de bureau, des outils, des accessoires, des gabarits et des montages, etc. »

Étant donné que les technologies d’impression 3D sont très rarement le seul processus de fabrication d’une entreprise, il est important de comprendre comment elles viennent compléter les méthodes de production actuelles. Pour la plupart des applications, la fabrication additive ne remplacera pas une méthode conventionnelle telle que le moulage par injection ou l’usinage CNC, mais optimisera simplement certaines étapes du processus de développement d’une pièce. Christophe Eschenbrenner commente : « Je conseille aux entreprises de nommer au sein de leur organisation une personne capable d’évaluer la situation pour son marché et d’étudier les applications potentielles. QUOI et POURQUOI sont les points clés pour commencer. COMMENT et QUAND viendront plus tard« . Bien entendu, le secteur d’activité d’une entreprise révélera de nombreuses applications possibles de l’impression 3D. Par exemple, dans le secteur médical, la fabrication additive a donné naissance à une large gamme de dispositifs sur mesure tels que des orthèses, des prothèses, des implants dentaires personnalisés, etc. fabriqués spécifiquement pour un patient – ce qui est très coûteux en passant par des techniques traditionnelles. Dans certains autres secteurs comme celui de la bijouterie, la personnalisation peut être très précieuse, mais certaines géométries innovantes ne sont possibles qu’avec la fabrication additive, qui pousse les entreprises à l’intégrer. Une compréhension approfondie des tendances au sein du secteur d’activité est donc essentielle.

Mais pourquoi investir dans l’impression 3D au lieu de passer par un service ?

En fonction des besoins d’une entreprise, il est possible d’acquérir une solution de gestion d’entreprise ou de sous-traiter à un prestataire de services. Dans le premier scénario, il est important que le personnel ait une formation adéquate ; aujourd’hui, cela représente une barrière à l’entrée pour la plupart des entreprises. En termes d’avantages, André Venzal explique : « Les deux approches sont très intéressantes et ont leurs avantages. Avec une vision à court terme et des besoins périodiques réduits, il est plus logique d’externaliser l’impression 3D, car elle offre un large éventail de technologies et de matériaux qui peuvent être adaptés à des besoins spécifiques. Pour une vision à plus long terme avec plus d’utilisation, le retour sur investissement est plus élevé lorsque vous investissez dans une solution de fabrication additive adaptée en interne. »

Le Dr Lang ajoute : « L’impression 3D peut jouer un rôle important dans la différenciation à long terme d’une entreprise par rapport à la concurrence« . En investissant dans ses propres machines, une entreprise peut développer ses propres connaissances et évaluer le potentiel de la technologie beaucoup plus efficacement. Là encore, l’essentiel est de comprendre qu’il s’agit d’un investissement à long terme, alors que l’externalisation ne l’est pas. Pour Christophe Eschenbrenner, l’entreprise doit sauter le pas « seulement une fois que la valeur a été identifiée et que les volumes de l’année suivante sont garantis. L’investissement dans un équipement interne a du sens pour ceux qui ont identifié une application clé et l’analyse technique et commerciale« .

Plusieurs entreprises ont aujourd’hui décidé d’intégrer l’impression 3D (crédits photo : BOSCH)

Bien sûr, avant d’investir, l’idéal est de disposer d’un personnel qualifié qui sache utiliser un logiciel de conception mécanique, qui comprenne les propriétés des matériaux, qui soit capable de rechercher des applications et qui sache comment fonctionne l’équipement. Cependant, une formation appropriée et une compréhension approfondie de la technologie sont encore assez rares dans de nombreuses industries. Étant donné que la fabrication additive est un processus complexe en plusieurs étapes, elle va au-delà du simple achat d’une nouvelle machine. C’est la phase de conception qui devra être approfondie, ou les étapes de post-traitement, par exemple.

Intégrer la fabrication additive : avantages et inconvénients

Les avantages de la fabrication additive ont été bien démontrés au fil des ans, ce qui conduit généralement à « une augmentation de l’autonomie, un retour sur investissement rapide et important, de la flexibilité, une faible empreinte carbone et, bien sûr, plus de liberté« , explique André Venzal.

Pour une grande entreprise comme BOSCH qui travaille depuis plus de 10 ans avec des technologies de fabrication additive pour produire des noyaux en sable pour les blocs de commande hydraulique, les avantages sont innombrables. « Avec l’utilisation des procédés de fusion par lit de poudre, par exemple, nous améliorons l’efficacité énergétique des vannes servo-hydrauliques. Les composants imprimés sont beaucoup plus légers et plus compacts que les variantes de fabrication classiques« , nous explique le Dr Lang.

L’intégration de la fabrication additive entraîne également différents défis. Le Dr Lang commente : « L’un des principaux défis est l’automatisation du processus. L’automatisation rend les processus traçables, reproductibles et plus productifs« . C’est un facteur clé dans la production de pièces de qualité industrielle, qui doivent être certifiées et répondre à des exigences strictes.

Crédit photo : OKM3D

De plus, il est difficile de concurrencer les méthodes soustractives comme le moulage par injection ou l’usinage CNC dans la production de gros volumes ou pour les pièces de grande taille. Avec la fabrication additive, la répétabilité et le coût ne sont pas encore à la hauteur, même si un degré d’automatisation plus élevé améliorera également ces deux paramètres. Enfin, André conclut : « Dans de nombreux cas, la principale limite est le manque de connaissance et d’acceptation de la technologie elle-même, car il est difficile de changer les habitudes« .

Au fur et à mesure de la maturation de la technologie, des solutions sont optimisées pour améliorer les limites actuelles et industrialiser le processus. Néanmoins, les experts sont bien conscients que l’impression 3D ne remplacera pas les techniques de fabrication traditionnelles, mais qu’elle sera perfectionnée pour les compléter toujours plus efficacement. Pour participer à la transformation de la fabrication additive, Christophe Eschenbrenner conclut qu’il est essentiel de prendre part à la communauté : « N’avancez pas seul, rendez vous sur les communautés numériques, partagez au sein d’associations de fabrication additive comme l’AMUG aux Etats-Unis, collaborez avec des partenaires identifiés lors de salons ou de places de marché ! »

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