Comment l'impression 3D de pièces détachées révolutionne les industries de l'automobile, des locomotives et de l'aviation

Les voyages commerciaux et la fabrication de véhicules sont à peu près aussi lourds et intensifs en usine que les industries. Même la plus petite voiture est une entreprise massive avec des tonnes de composants, sans parler des avions ou des locomotives massives. Ces véhicules sont destinés à fonctionner indéfiniment et sur de longues périodes (parfois des décennies).

Cela signifie également que bon nombre de ces véhicules et de leurs composants sont endommagés au fil des ans, entraînant une usure massive de la part des passagers. Auparavant, les fabricants dépendaient d'usines éloignées qui pouvaient produire une seule pièce, comme les housses de siège ou les composants en plastique des mains courantes et des poignées de maintien. Cela se traduit souvent par de longs temps d'attente, des coûts de transport et une hausse des prix du côté de l'offre. Aujourd'hui, l'impression 3D offre une solution beaucoup plus économique à ce problème.

Fabrication globale moins chère et multifonctionnelle

Figure 1 Image via Angel Trains

En ce qui concerne les gros véhicules avec de nombreux composants cassables, diverses organisations, de l'US Air Force aux compagnies ferroviaires du Royaume-Uni, trouvent que l'impression 3D est une solution viable. Les pièces sont moins chères à produire en utilisant du plastique, offrant également une personnalisation facile.

Cela est particulièrement vrai pour les composants d'avions et de trains qui ne sont plus fabriqués depuis des années. Le maintien des stocks pour certaines pièces peut être si coûteux que les fournisseurs cessent tout simplement de les proposer. C'est particulièrement le cas avec les composants rarement commandés. Les clients ont souvent recours au stockage d'importants stocks de ces pièces ou à des sous-traitants avec des fabricants tiers. Cependant, la fabrication additive bouleverse rapidement ce modèle.

Bien qu'il soit extrêmement difficile de trouver une usine de production et de récupérer des copies de ces composants, les imprimantes 3D ont simplement besoin d'un modèle pour démarrer. Ceux-ci peuvent être scannés ou même reproduits à partir de zéro assez facilement. Un autre avantage est qu'ils peuvent améliorer la pièce en allégeant diverses sections et en utilisant moins de matériau que de nombreuses formes de fabrication traditionnelles.

Ce mode de production implique également souvent des personnalisations et des améliorations. Dans le cas d'Angel Trains et de diverses compagnies ferroviaires britanniques, l'utilisation de l'impression 3D a également permis aux fabricants d'apposer des messages en braille sur les composants du train afin que les passagers aveugles puissent lire les instructions. Ce type d'amélioration peut également permettre aux entreprises de personnaliser ces messages ou de les modifier à moindre coût et facilement si nécessaire.

Rien qu'en imprimant en 3D, les seules poignées de préhension, les compagnies ferroviaires britanniques ont réussi à réduire considérablement les coûts par rapport aux 15 000 £ habituels, tout en réduisant les délais de production de deux mois et demi à environ trois semaines. Les autorités ont également prédit qu'à terme, des économies de 50 % par pièce seront réalisables grâce à l'utilisation de la fabrication et de la conception additives pour l'impression 3D.

En plus de tout cela, l'impression 3D permet également la production de plusieurs types de composants différents tant que les modèles peuvent fonctionner. Non seulement ils pouvaient produire des pièces pour les sièges et les plateaux des passagers, mais aussi de petits morceaux pour les composants d'ingénierie, qui devraient normalement provenir de machines et d'installations distinctes. Cet aspect multifonctionnel permet aux entreprises de produire une gamme de pièces et d'outillage comme elles l'entendent avec un seul appareil et des matériaux moins chers.

Production à la demande

Figure 2 Souffleur Bentley

L'une des principales caractéristiques de l'impression 3D est sa capacité à permettre une production à des échelles de temps adaptées à l'entreprise plutôt qu'au fabricant ou au distributeur de pièces et sans avoir besoin d'une installation dédiée. Pour cette raison, la fabrication de pièces périmées depuis longtemps est très influente dans le monde de la rénovation automobile. Des entreprises telles que Porsche ont tiré parti de cet aspect pour réduire les coûts de production de pièces de rechange, mais la production à la demande rétablit également la viabilité de la production automobile classique à court terme.

Bentley, par exemple, utilise l'impression 3D pour recréer entièrement les anciens modèles de ses lignes classiques dans ce qui sera la première continuation d'une voiture de course d'avant-guerre. Ce faisant, l'entreprise produira 12 exemplaires de son automobile Bentley 4½ litres "Blower" classique de 1929. Les Blowers sont également actuellement l'une des Bentley les plus recherchées parmi les collectionneurs, ce qui en fait une attraction majeure pour les passionnés d'automobile.

Des initiatives similaires ont permis aux rénovateurs de réparer de vieilles voitures partout dans le monde, revigorant des automobiles autrefois considérées comme impossibles à reproduire avec des interprétations fidèles de leurs pièces classiques. Cela a été facilité par les progrès de la numérisation 3D, de la modélisation et d'autres technologies.

Fabrication localisée

La cerise sur le gâteau est que l'impression 3D permet la fabrication, la conception et l'amélioration en interne de tous ces composants. En plus de tous les autres avantages, cela signifie également que le prototypage et les tests sont également accélérés et localisés dans l'installation souhaitée. Cela a été une aubaine majeure pour les avionneurs.

En 2019, l'US Air Force a récemment certifié sa première pièce imprimée en 3D, qui se trouvait être une couverture de toilette pour l'un de leurs avions. Considérant que de nombreuses unités de leur flotte d'avions ont plus de dix ans, l'USAF se tourne vers l'impression 3D pour réduire considérablement les délais d'exécution et le coût de fabrication des pièces de rechange telles que les couvertures de latrines. Ceci est particulièrement utile car bon nombre de ces avions ne sont plus fabriqués et la livraison des pièces de rechange peut prendre plus d'un an.

Avec l'impression 3D, non seulement ils n'ont pas besoin d'attendre qu'un fournisseur fournisse les pièces, mais ils produisent également ces composants dans leurs propres installations. Particulièrement dans le cas de l'US Air Force, l'âge moyen de leurs avions est de 28 ans. De nombreuses usines qui fabriquaient ces pièces ont disparu et les délais de livraison et de production des pièces existantes peuvent atteindre un an.

L'industrie aéronautique peut être dans une situation si difficile pour les pièces de rechange que, dans certains cas, les services de rénovation d'avions parcourent les avions abandonnés pour ce type de composants. Cependant, grâce à l'impression 3D, le temps d'acquisition de ces pièces est passé d'un an à 2 jours. Ces pièces sont désormais produites en interne, avec des tests approfondis. L'USAF continuera d'appliquer l'impression 3D à d'autres produits à l'avenir.