Nous entendons de plus en plus parler de l’industrie 4.0. Cette expression définit pour les industriels le fait d’adopter de nouvelles technologies pour révolutionner leurs méthodes de production ou de conception de nouveaux produits. Illustrée par la robotique, l’intelligence artificielle, ou la réalité virtuelle, l’adoption de ces nouvelles technologies se caractérise aussi de plus en plus par l’utilisation de l’impression 3D, qui ouvre des perspectives totalement révolutionnaires. Quels sont pour les entreprises les intérêts à s’équiper d’une imprimante 3D ?
Impression 3D, mode de fonctionnement
L’impression 3D, communément appelée fabrication additive dans le milieu professionnel, désigne l’ensemble des procédés de fabrication par ajout de matière (a contrario des méthodes traditionnelles de fabrications par enlèvement de matière comme l’usinage ou le tournage). Il existe de nombreux modèles d’imprimantes 3D sur le marché, utilisant différentes technologies.
Le procédé de fabrication additive consiste donc à créer une pièce en superposant des couches de matières très fines les unes sur les autres jusqu’à obtenir un produit fini, fabriqué à l’unité ou en petites séries. Pour ce faire, il convient dans un premier temps de créer virtuellement la pièce en 3 dimensions sur un ordinateur à l’aide d’un logiciel de modélisation, puis d’intégrer ce fichier 3D (généralement en format. STL) dans le logiciel de l’imprimante afin de créer le fichier d’impression.
Les principaux procédés d’impression 3D utilisés par les industriels sont :
- Le FDM (Fused deposing modeling) ou dépôt de matière fondue.
- Le SLA (Stéréolithographie) qui consiste à solidifier des couches de résine liquide photosensible par projection d’UV à l’aide d’un laser pour les machines industrielles.
- Le frittage de poudre, également par laser et utilisé notamment pour l’impression 3d de matériaux métalliques.
Le dépôt de matière fondue (FDM)
Le dépôt de matière fondue (FDM)Ce procédé consiste à extruder un filament de matière plastique (PLA, ABS, PETG, etc.) en le chauffant à une certaine température et en le poussant à travers une buse pour déposer de fines couches de matières qui se solidifieront en refroidissant et se superposeront pour former une pièce finie. Certains filaments peuvent être « chargés » avec des fibres d’autres matériaux comme le bois, le Carbone, etc.
La Stéréolithographie (SLA)
Ce procédé permet la fabrication de pièces en polymérisant des couches de résine photosensibles qui réagissent en se solidifiant au contact d’ultraviolets à une certaine fréquence, générés par des lumières LED au travers d’un écran LCD qui rendra opaques les parties qui ne doivent pas se solidifier, ou à l’aide d’un laser qui dessinera la forme de chaque couche.
Le frittage laser
Proche de la technologie SLA, il s’agira ici de solidifier à un matériau sous forme de poudre à l’aide d’un laser. Ce procédé est utilisé pour la production de certains plastiques ou de pièces métalliques.
Les possibilités offertes par l’impression 3D
L’impression 3D offre la possibilité de fabriquer à moindre coût et dans des délais très rapides n’importe quelle pièce préalablement modélisée sur un ordinateur. C’est donc un outil idéal pour la fabrication de prototype, d’outillages particuliers indisponibles sur le marché ou de pièces en très petites quantités. L’intérêt est que l’entreprise n’a plus besoin de recourir à des sous-traitants disposants des savoir-faire et des machines pour fabriquer des pièces par usinage ni de faire fabriquer des moules pour l’injection plastique, très long à réaliser, très onéreux et uniquement rentable pour la fabrication de pièces en très grandes séries.
Il existe un certain nombre de distributeurs qui proposent à la vente des imprimantes 3D professionnelles, mais également l’installation du matériel et la formation à son utilisation, vous pourrez par exemple trouver une imprimante 3d à Lyon, ainsi que dans les principales régions de France.
L’imprimante 3D devient donc un outil indispensable pour toutes les entreprises qui souhaitent fabriquer des prototypes, s’équiper d’outillages personnalisés et parfaitement adaptés à leurs besoins, proposer à leurs clients des objets uniques, valider un produit avant sa mise sur le marché ou sa mise en production en testant différentes variantes, tester un nouveau design.
La fabrication de pièces spéciales
De par sa méthode de fabrication, l’impression 3D, ou fabrication additive, permet également d’obtenir des pièces impossibles à réaliser par d’autres procédés, comme l’usinage par exemple. C’est pourquoi on retrouve couramment ce procédé de fabrication dans l’aéronautique pour obtenir des pièces plus légères.
La production de pièces unitaires en impression 3D permet également de proposer des pièces personnalisées, dans le secteur automobile par exemple (Coques de rétroviseurs, logos, etc.)
Le prototypage sera utilisé pour vérifier la bonne intégration d’une pièce dans un ensemble avant de lancer une production, de valider sa bonne prise en main, etc.
Gains et économies
Gains et économiesL’imprimante 3D permet aussi de réaliser de grandes économies en matière de stockage, les pièces de rechange par exemple n’ont plus besoin d’être fabriquées en quantité et conservées en stock, puisqu’elles peuvent être produites à la demande. En matière de transport également, les pièces peuvent être produites sur place au lieu d’être expédiées depuis un centre de stockage situé parfois à l’autre bout du monde.
Satisfaire les clients grâce à l’impression 3D
L’infinité des possibilités offerte par les imprimantes 3D permet de satisfaire tous les besoins, il n’y a plus de limites sur la forme des objets à proposer aux clients. Il existe de très nombreuses possibilités d’adapter les pièces imprimées en 3D à chaque demande en utilisant des matériaux différents. On peut trouver par exemple des filaments de toutes les couleurs, avec des effets comme le satiné, l’aspect métallique, l’imitation du bois, des matériaux transparents ou phosphorescents, rigides ou souples avec le TPU. Certain filament 3D comme le PETG seront compatible avec le contact alimentaire, le Nylon PA12 chargé fibre de carbone permettra de réaliser des pièces très résistantes.
Écologique
Il est à noter également que des matériaux utilisés dans les imprimantes 3D, comme le PLA, sont constitués à base d’amidon de maïs et sont biodégradables. Produire moins en ne fabriquant qu’à la demande, éviter de transporter des pièces sur de longues distances en fabriquant sur place sont autant d’éléments qui encouragent l’utilisation de ces technologies pour des questions écologiques.
L’impression 3D et son intégration dans l’industrie 4.0 sont donc une réalité et le développement de cette technologie auprès des utilisateurs professionnels a donc de beaux jours devant elle. L’utilisation d’une imprimante 3D est également un usage qui touche de plus en plus les particuliers, il est désormais possible de disposer d’une « usine » dans sa salle à manger.
