Entretien avec Jan Tremel : comment Bosch exploite l'impression 3D dans son Centre de Compétences Powertrain

Le groupe multinational d'ingénierie et technologie allemand Bosch est un leader mondial dans les composants automobiles, technologie industrielle, biens de consommation, énergie et solutions pour le bâtiment.

Bosch a adopté la fabrication additive (FA) dans chaque division, l'utilisant pour accélérer le prototypage et permettre une production flexible à la demande qui réduit le time-to-market et rationalise les chaînes d'approvisionnement. L'entreprise maintient un Centre de Compétences (CdC) dédié à l'impression 3D qui pilote l'innovation à travers toutes les lignes de produits.

Aujourd'hui, nous parlons avec Jan Tremel, Responsable du CdC au sein de l'unité Powertrain Solutions, pour découvrir comment la FA crée de la valeur, les défis de l'adoption interne, et l'avenir de l'impression 3D dans le secteur automobile.

Parlez-nous un peu de votre parcours et comment vous vous êtes impliqué dans l'AM ?

Je me suis impliqué pour la première fois entre 2006 et 2007, pendant l'essor du mouvement RepRap. Fasciné par la technologie, j'ai construit ma première imprimante 3D à l'université. Quand j'ai rejoint Bosch, j'ai imaginé l'impact d'avoir une petite imprimante 3D en interne. Cette vision a déclenché une série de propositions qui ont ultimement établi le CdC. Bosch a alors réalisé qu'intégrer l'AM pour les plastiques et les métaux était essentiel pour développer la prochaine génération de composants de moteurs à combustion. Je suis basé dans l'unité Powertrain Solutions, qui représente près d'un quart du chiffre d'affaires annuel de Bosch et emploie environ un quart des effectifs de l'entreprise. Dans ce rôle, nous nous concentrons sur le déploiement de l'impression 3D dans des projets à fort impact — pompes et injecteurs essence et diesel haute pression, et systèmes hydrauliques — où la technologie peut apporter de réels gains de performance.

Vous dirigez actuellement le Centre de Compétences pour l'Impression 3D. Parlez-nous du travail que vous y faites et comment vous appliquez la technologie ?

En tant que responsable du Centre de Compétences impression 3D, je supervise un portefeuille couvrant quatre branches métier majeures : technologies pour le bâtiment, biens de consommation, technologie industrielle, et solutions powertrain automobile. Chaque branche héberge des équipes dédiées à l'intégration de l'AM dans leurs portefeuilles produits. Dans Powertrain Solutions, environ 50 % de mon temps est consacré à l'ingénierie produit. Je collabore étroitement avec la R&D pour intégrer des composants imprimés en 3D dans de nouveaux concepts produits, tirant parti de la liberté de conception qu'offre la fabrication additive. Je collabore aussi avec les usines de fabrication pour former et permettre aux ouvriers d'adopter l'AM dans les opérations quotidiennes.

Par exemple, une équipe de maintenance chargée de maintenir une ligne de production en marche continue doit remplacer rapidement un préhenseur de robot cassé. J'organise des ateliers démontrant comment des matériaux standards et une simple imprimante 3D peuvent produire un remplacement fonctionnel, éliminant les temps d'arrêt. Nous ciblons aussi des opportunités de réduction de coûts. En remplaçant des pièces existantes par des designs 3D optimisés, nous pouvons raccourcir les temps de cycle, réduire les déchets et couper les coûts internes — particulièrement dans les dispositifs de test où l'itération rapide est cruciale.

Quelle valeur l'impression 3D apporte-t-elle à l'industrie automobile ?

L'AM élargit la boîte à outils d'un écosystème de fabrication automobile hautement mature qui repose déjà sur l'usinage, le moulage par injection et le revêtement. Les procédés traditionnels excellent en production de gros volumes, mais peuvent être coûteux et longs à itérer. L'AM offre une alternative rapide et peu coûteuse qui raccourcit le cycle conception-prototype de mois à semaines.

Prenez une pièce plastique complexe qui nécessiterait normalement un outillage de moulage — 12 à 14 semaines pour la fabrication. Avec l'impression 3D, la même pièce peut être produite en 2 à 4 semaines, permettant jusqu'à trois itérations de conception avant de finaliser la géométrie. Cette agilité se traduit en time-to-market plus rapide et qualité produit améliorée. Pour la production en série, l'AM jouera probablement un rôle de niche aujourd'hui, principalement dans les applications de faible volume, hautement personnalisées comme voitures de luxe ou sportives. Cependant, à mesure que les vitesses de construction et la performance matériaux s'améliorent, nous anticipons un passage progressif vers des tailles de lots plus grandes — passant de quelques centaines à plusieurs milliers de pièces par lot.

Y a-t-il encore des défis à surmonter avec l'AM pour accélérer sa transition vers la production en série ?

Plusieurs barrières restent avant que l'AM puisse passer à la production de masse dans l'automobile. Premièrement, la disponibilité et la performance des matériaux sont critiques. L'acier haute résistance et les polyamides renforcés fibres de verre — requis pour composants haute pression et pièces adjacentes au moteur — ne sont pas encore pleinement égalés par les matériaux AM. La microstructure produite par dépôt couche par couche diffère de celle des pièces usinées conventionnellement, affectant propriétés mécaniques et tolérances.

Deuxièmement, la précision dimensionnelle et la répétabilité doivent s'améliorer. Les tolérances serrées, comme les petits trous dans les connecteurs, posent des défis aux imprimantes actuelles. La cohérence entre différentes machines et lots est encore en cours.

Troisièmement, de nombreux procédés AM impliquent des étapes de post-traitement manuelles — ex: retrait de poudre pour constructions métal — qui ajoutent coût et complexité. Si l'automatisation progresse, ces activités restent intensives en main-d'œuvre. La productivité est un pilote clé ; le secteur automobile exige un haut débit à faible coût unitaire.

Comment voyez-vous l'AM évoluer dans l'industrie automobile sur les 5 prochaines années ?

Contrairement à l'aérospatial ou aux dispositifs médicaux, les composants automobiles ont généralement un cycle de vie plus court et des contraintes de coûts plus serrées. En conséquence, l'AM continuera de servir principalement d'accélérateur pour le prototypage rapide et le développement produit. La production en série à grande échelle via fabrication additive est probablement encore plusieurs années away. Nous attendons une adoption incrémentale dans applications spécialisées — garnitures intérieures personnalisées, outillage léger, et pièces pour véhicules de faible volume — tandis que les procédés conventionnels resteront dominants pour les composants produits en masse.

Est-ce difficile de convaincre les gens de la valeur de l'impression 3D, ou trouvez-vous que les gens sont très réceptifs à l'adoption de la technologie ?

Initialement, nous avons adopté une approche « missionnaire », prônant le potentiel transformateur de l'impression 3D. Aujourd'hui, notre focus a basculé vers des projets pilotés par les données qui démontrent des bénéfices tangibles. Nous ne prétendons plus que tout peut être imprimé ; nous évaluons chaque cas d'usage critiquement. L'adoption généralisée des imprimantes domestiques a aussi abaissé la barrière à l'entrée. Beaucoup d'employés ont maintenant une expérience pratique de l'impression 3D, rendant la technologie plus accessible et leur permettant de l'appliquer directement au travail.

Y a-t-il des tendances dans l'industrie qui vous enthousiasment ?

Nous sommes enthousiasmés par les start-ups qui livrent des solutions éprouvées, et par les grands fabricants qui investissent dans des procédés AM avancés. Le marché mûrit : les filaments viennent maintenant avec spécifications techniques complètes — données mécaniques, informations sécurité, et certificats de qualification — rendant la technologie plus fiable et plus facile à intégrer dans les flux de travail d'ingénierie.

Que réserve 2024 pour l'unité Powertrain Solutions de Bosch, côté AM ?

Sur l'année à venir, notre stratégie priorisera la réduction de coûts et l'optimisation des processus. Nous prévoyons d'élargir la disponibilité de l'impression 3D à travers Powertrain Solutions, offrant à nos équipes la flexibilité d'utiliser l'AM pour la production de petits à moyens volumes et de prototyper des pièces complexes plus rapidement.