Comment la fabrication additive révolutionne la production industrielle

La fabrication additive est l'un des résultats de la transition des processus industriels analogiques vers le numérique. Elle fait référence à l'ensemble des technologies qui permettent de fabriquer des objets de manière séquentielle, généralement couche par couche.

La technologie de fabrication additive la plus basique est sans doute l'impression 3D, qui est quelque peu limitée et utile pour les particuliers, start-ups ou petits designers et développeurs.

Cependant, les autres techniques de fabrication additive permettent une fabrication bien plus sophistiquée et la possibilité de fabriquer en métaux ou biomatériaux, ce qui est très utile pour la production industrielle.

Comment ça fonctionne ?

La fabrication additive utilise des logiciels de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ou des scanners d'objets 3D pour piloter le matériel et déposer le matériau, couche sur couche, dans des formes géométriques précises.

Elle est définie comme additive car le matériau est ajouté séquentiellement à travers des couches très précises, par opposition à la fabrication traditionnelle (soustractive), où le matériau est retiré d'un bloc solide jusqu'à la formation de la pièce finale.

Ce terme englobe une gamme de processus qui diffèrent grandement tant en capacités qu'en applications (basés sur résine, poudre, injection directe de matériau et autres techniques), il est donc important d'étudier les fonctionnalités et différences de chaque technique pour choisir l'une ou l'autre selon son application.

Applications dans l'industrie de la fabrication additive

Les techniques de fabrication additive les plus basiques sont incroyablement utiles pour fabriquer des pièces rapidement et tester leur fonctionnalité, donc elles sont bien adaptées au prototypage rapide. Mais de plus en plus, la fabrication additive, avec des matériaux comme les métaux, est utilisée pour la production de pièces finales.

Sa liberté de design et sa personnalisation maximale la rendent idéale pour l'industrie des biens de consommation. Certains des secteurs où elle est le plus utilisée incluent l'éclairage, le transport (pièces automobiles), l'électronique grand public et wearables, et les produits à la demande.

D'autres applications incluent la fabrication d'outils, d'outillages et de machines industrielles, car cette technique rend les pièces plus résistantes et capables de fonctionner plus rapidement et précisément. Il en va de même pour les secteurs médical et aérospatial, qui en tirent de plus en plus parti pour fabriquer des composants complexes et personnalisés.

Bénéfices pour l'industrie

La fabrication additive offre déjà de vrais bénéfices et applications dans quatre domaines clés pour l'industrie.

Durabilité

Contrairement à la fabrication traditionnelle, la fabrication additive forme les pièces en n'ajoutant que la quantité de matériau nécessaire, générant ainsi presque aucun déchet et réduisant considérablement la matière première utilisée.

Qualité du design

La capacité de cette technologie à créer presque n'importe quelle forme géométrique offre une liberté de design et la capacité de créer des pièces avec des détails beaucoup plus complexes et une plus grande efficacité. Elle offre aussi une plus grande personnalisation, permettant aux fabricants de produire de petites quantités de produits différenciés à un coût plus abordable.

La capacité de changer ou d'ajuster les designs de pièces immédiatement et à tout moment facilite un processus de design plus flexible. Les délais de développement et de mise sur le marché deviennent plus rapides grâce au prototypage et aux tests agiles et rapides.

Qualité de fabrication

La possibilité d'utiliser de nouveaux matériaux et processus permet de fabriquer des produits plus fonctionnels, plus résistants, plus légers, plus stables et même plus économiques, résultant en une qualité de produit améliorée.

Les processus deviennent plus rapides et plus flexibles ; les temps de mise en place, d'assemblage et d'attente diminuent, le nombre de pièces requis diminue et le nombre d'étapes de fabrication diminue. De plus, la possibilité de produire facilement et rapidement des pièces de machines assure une maintenance plus rapide et plus économique.

Économies de coûts

La fabrication additive économise les coûts de production et de supply chain en permettant de produire plus de pièces à la demande, en quelques heures et dans la quantité désirée.

Elle réduit considérablement le stock et le besoin de fabriquer des moules. Elle facilite aussi la production localisée, offrant une dépendance réduite vis-à-vis des fournisseurs et des économies en termes de coûts de transport et d'inventaire.

Limitations pour l'industrie

Quantités limitées

La fabrication additive n'est actuellement pas un moyen efficace de produire de grands volumes de pièces. Son incapacité à produire de grandes quantités rapidement et à un prix abordable limite son domaine d'application.

Dans ces cas, elle peut être très utile comme complément pour donner la forme finale ou atteindre les détails des produits.

Taille limitée

La plupart des processus de fabrication additive ont des limitations de taille de pièces, donc dans ces cas il est nécessaire de diviser la pièce en sous-composants pour un assemblage ultérieur.

Investissement et coût

L'investissement en capital requis peut être très élevé selon l'équipement et le type de technique, ainsi que le prix des matières premières nécessaires, qui sont aussi souvent au-dessus de la moyenne. Le coût de production pour de grands volumes de produits peut être exorbitant, car les pièces sont imprimées une par une.

Niche de marché

Bien que ce soit une technologie en croissance pour des secteurs spécifiques, c'est encore un processus en évolution, adapté principalement aux marchés de niche et produits spécifiques de petite taille et quantités et de haute complexité.

Toutes les solutions technologiques à portée de main

La fabrication additive est considérée comme l'une des technologies qui composent l'Industrie 4.0, avec d'autres comme l'Internet des Objets (IoT), l'Intelligence Artificielle (IA) et le Big Data. Elle dépasse les limites techniques imposées par les moyens de fabrication traditionnels pour offrir de nouvelles possibilités à une industrie de plus en plus compétitive.

Implémentez et opérez une vraie stratégie de transformation digitale dans l'Industrie 4.0 avec la plateforme d'opérations intégrées IIoT et Big Data Nexus Integra. La plateforme agit comme une base depuis laquelle vous pouvez implémenter et contrôler toutes sortes de solutions technologiques dans votre entreprise, comme la fabrication additive.

Voulez-vous optimiser vos processus de production pour les rendre plus compétitifs ? Contactez-nous et nous vous guiderons sur la route vers l'intelligence industrielle.

Et si vous voulez tout savoir sur la transformation digitale dans l'industrie, nous vous invitons à lire notre « Guide définitif pour assurer la transformation digitale complète d'une entreprise industrielle ».