L'industrie 4.0 et la fabrication distribuée permettent une production plus durable

Les fabricants adoptent des technologies telles que l'impression 3D pour déplacer une partie de la production localement, utiliser des matériaux plus durables et réduire les déchets.

La pandémie actuelle a mis en évidence de nombreux défis nouveaux et existants dans la chaîne d'approvisionnement mondiale, des usines qui ont dû fermer en raison des fermetures, de la nécessité de rééquiper de nombreuses lignes de production, aux perturbations mondiales des lignes d'approvisionnement du fret aérien et maritime.

Alors que la plupart des usines ont repris leurs activités normales dans de nombreux pays, notamment en Asie, les changements de distribution nécessaires pour livrer les équipements de protection nécessaires ont laissé des conteneurs d'expédition vides dans des endroits inhabituels. La collecte de ces conteneurs est coûteuse, et les fabricants sont désormais confrontés à des frais d'expédition supplémentaires et à des retards dans l'envoi de leurs produits à leurs clients et centres de distribution.

Les fabricants étaient heureux de déplacer la production ailleurs, mais maintenant ils veulent la ramener chez eux

En 2010, feu Andy Grove, ancien PDG d'Intel, écrivait dans Businessweek :« Les entreprises américaines ont découvert qu'elles pouvaient faire réaliser leur fabrication et même leur ingénierie à moindre coût à l'étranger. Lorsqu'ils l'ont fait, les marges se sont améliorées. La direction était contente, les actionnaires aussi. La croissance se poursuit, encore plus profitable. Mais la machine à travaux s'est mise à crachoter. »

Les fabricants asiatiques ont appris rapidement et ont lancé leur industrie dans des composants clés tels que les écrans LCD, le moulage par injection (résultat de l'investissement massif dans la fabrication de jouets en Chine), les batteries lithium-ion, les cartes sans fil, les cartes contrôleurs, les circuits flexibles, etc. trop heureux de rendre service, pensant qu'ils avaient encore la conception et l'ingénierie haut de gamme de produits innovants entre leurs mains.

Maintenant que de nombreuses usines se bousculent pour obtenir les composants dont elles ont besoin, de nombreux équipementiers recherchent actuellement des technologies innovantes pour rapprocher la production de leurs marchés.

Des technologies telles que l'impression 3D et la découpe laser permettent la production locale de séries limitées à des prix qui peuvent concurrencer le moulage par injection et la fabrication au jet d'eau.

Au cours de la dernière décennie, l'impression 3D est passée d'une technologie expérimentale utilisée uniquement pour des productions très limitées à une technologie permettant de produire de grandes quantités de pièces spécialisées pour plusieurs industries.

Les grandes entreprises, en particulier celles du marché de l'électronique grand public, externalisent certaines tâches de développement de nouveaux produits depuis des années, en particulier pour la conception de prototypes et l'emballage. Désormais, les petites entreprises, initialement réticentes à laisser des tiers collaborer sur de nouveaux produits, demandent que des éléments tels que le développement de code d'impression 3D, la validation de produits et les tests en extérieur de nouveaux produits soient effectués par des fournisseurs externes.

"Depuis les premiers confinements, il y a eu un changement dans le travail que nous faisons pour plusieurs clients, en particulier sur les moyennes et grandes entreprises. Maintenant qu'il est recommandé aux gens d'éviter de voyager et de se rendre sur leur lieu de travail habituel, les employés en télétravail et les équipes de développement de l'étranger nous demandent de développer des conceptions et des prototypes », explique David Tena, propriétaire du FabCafe à Barcelone. "Par exemple, pour une entreprise basée à Chicago, nous concevons un boîtier pour un appareil électronique, en nous coordonnant avec leur équipe de développement électronique, en partageant les changements et les améliorations que nous apportons tous les deux et en imprimant en 3D les itérations pour les tester physiquement."

Les nouveaux matériaux permettent une production plus durable et une réduction des déchets

L'impression 3D pour l'industrie permet la production de nombreuses structures géométriques et simplifie le processus de conception des produits. Il est également relativement respectueux de l'environnement. Dans le cas d'un volume de production faible à moyen, cela peut également réduire les délais et les coûts de production totaux.

En impression 3D, contrairement à la fabrication traditionnelle, le coût unitaire ne dépend pas du volume. L'impression 3D permet également de produire les mêmes pièces avec exactement les mêmes spécifications partout dans le monde, ce qui permet d'économiser les coûts de transport supplémentaires et de rendre la production plus durable. De plus, à mesure que les imprimantes 3D industrielles deviennent moins chères et plus rapides, le besoin de stockage et de stocks importants devient moins critique, car les pièces peuvent être fabriquées à la demande.

Actuellement, la plupart des imprimantes 3D industrielles utilisent des polyamides tels que PA11 et PA12. Ces plastiques haut de gamme sont les matériaux de choix pour les applications où la sécurité, la durabilité ou la fiabilité sont essentielles. Ils sont utilisés pour fabriquer des pièces fiables pour des industries telles que l'automobile, le médical, le sport et l'aéronautique. Le PA11 est un bio-polyamide composé à 100% de matériaux recyclés, indispensable pour soutenir les initiatives d'économie circulaire. Jusqu'à récemment, leur prix élevé rendait ces matériaux trop chers pour des biens de consommation bon marché.

HP et d'autres fabricants utilisent désormais d'autres matériaux tels que le verre haute température et certains métaux.

De plus, il est désormais possible d'imprimer des circuits électroniques de base sur des pièces imprimées en 3D. La nouveauté ici est l'impression d'électronique 3D embarquée dans des objets. Par conséquent, pour un coût marginal presque nul, vous pouvez intégrer des capteurs. Chaque article peut avoir des lignes électriques, des lignes de signal et des capteurs intégrés dans la pièce imprimée en 3D.

"Le fait que l'industrie 4.0 permette de manière économique la fabrication distribuée signifie que vous pouvez changer la façon dont vous construisez et distribuez des produits", a déclaré Ramón Pastor, vice-président et directeur général, Impression 3D, HP, dans une interview avec IoT Times. « Selon certaines estimations, jusqu'à la moitié du carburant, le carburant fossile, dans ce cas, consommé dans le monde est utilisé pour transporter les produits de l'endroit où ils sont produits à l'endroit où ils sont consommés. En ce sens, la combinaison de l'industrie 4.0, de la fabrication numérique et de l'impression 3D nous permet de changer ce paradigme et de passer à la fabrication distribuée, qui consiste essentiellement à fabriquer ce dont vous avez besoin au moment où vous en avez besoin à côté de la demande. ”