La fabrication additive peut-elle résoudre les problèmes de chaîne d'approvisionnement ?

Au cours des dernières années, des entreprises du monde entier ont connu des problèmes de chaîne d'approvisionnement, ce qui montre que la pandémie mondiale a eu des conséquences pour les entreprises, grandes et petites. En plus de l'augmentation de la demande des consommateurs, il y a eu une pénurie de conteneurs maritimes et de dockers, une baisse de la capacité de fret aérien et un manque de chauffeurs de camion, ce qui a entraîné une congestion des ports. Les navires ont été laissés au ralenti au large pendant des jours, voire des semaines – et le problème persiste. Fin 2021 et début 2022, les porte-conteneurs passaient en moyenne sept jours dans les ports américains.

Ces perturbations de la chaîne d'approvisionnement ont également entraîné des retards de fabrication. Toutes les industries ont connu des délais record pour les matières premières en octobre 2021, et les choses ne se sont pas beaucoup améliorées. Par exemple, les fabricants de puces doivent attendre 18 mois pour les équipements critiques, tels que les modules électroniques, les lentilles, les vannes et les pompes.

La fabrication additive peut apporter un soulagement indispensable aux problèmes de chaîne d'approvisionnement. Il peut offrir plusieurs avantages en termes de production à faible volume, de contrôle qualité et de coût des matériaux, ce qui en fait une alternative viable à la chaîne d'approvisionnement traditionnelle et un atout plus prévisible en période de turbulences.

Pourquoi la fabrication additive ?

La fabrication additive, communément appelée impression 3D, consiste à fabriquer ou imprimer une pièce directement couche par couche, par opposition aux méthodes soustractives comme l'usinage. Il s'agit d'un processus précis et hautement numérisé qui nécessite beaucoup moins d'outillage et de configuration, éliminant ainsi le besoin de moules, de formes et d'outils de coupe spécialisés.

Par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles, la technologie de fabrication additive offre plusieurs avantages, notamment :

Des délais plus courts

La fabrication additive permet un prototypage plus rapide et une production à faible volume, aidant les entreprises à accélérer les processus d'itération de conception et de validation des produits pour mettre leurs produits sur le marché plus rapidement. Par exemple, en réponse au COVID-19, nous avons développé un écran facial qui a d'abord été produit à l'aide de la fabrication additive, mais - en réponse à une demande accrue - a ensuite été déplacé vers le moulage par injection afin d'augmenter la production.

De plus, comme aucun outillage n'est nécessaire, vous pouvez imprimer des pièces d'utilisation finale en quelques heures ou quelques jours au lieu de passer des semaines ou des mois pour la configuration associée à la conception et à la fabrication d'outils, comme un moule, comme vous le feriez lors d'un moulage par injection. Essentiellement, vous pouvez démarrer le cycle de production dès que la conception finale est terminée et qu'une imprimante est disponible.

Plus de flexibilité et d'agilité

Les imprimantes 3D permettent aux entreprises d'imprimer des pièces à la demande, offrant une flexibilité et une agilité incroyables. Non seulement les entreprises peuvent créer rapidement et à moindre coût des produits personnalisés grâce à la technologie d'impression 3D, mais elles peuvent également produire facilement plus ou moins d'un produit en fonction de l'évolution de la demande.

Tout en accélérant la production avec le moulage par injection, les changements de conception après la sortie peuvent signifier attendre des semaines ou des mois avant qu'un autre outil soit créé. Avec l'élimination de l'outillage, l'impression 3D permet aux entreprises de changer de vitesse rapidement. Par exemple, pendant les premiers stades de la pandémie, HP a imprimé plus de 2,3 millions de composants médicaux, y compris des écouvillons nasaux, des équipements de protection individuelle et des pièces de ventilateur lorsque la demande augmentait de manière dynamique. S'ils avaient utilisé le moulage par injection, ils auraient dû concevoir et fabriquer un moule, ce qui aurait pu prendre des mois.

Production décentralisée

L'utilisation de la technologie d'impression 3D permettra également aux entreprises de décentraliser la production. Au lieu de produire des biens en un seul endroit et de les expédier dans le monde entier, les entreprises peuvent fabriquer des biens à proximité ou à leur point d'utilisation. La production distribuée peut considérablement raccourcir la chaîne d'approvisionnement, en éliminant de nombreux goulots d'étranglement potentiels et en accélérant le délai de mise sur le marché d'un produit. Il n'est donc pas surprenant que 52 % des entreprises envisagent une production localisée en 2021.

En fabriquant des produits plus près de leur destination finale, les entreprises peuvent éviter de nombreux problèmes traditionnels associés aux produits importés, des retards causés par les ports obstrués aux fermetures de COVID-19 à la hausse rapide des prix et des tarifs en raison des guerres commerciales. Le passage à la technologie additive et à un système de production décentralisé peut également aider les entreprises à mettre les produits entre les mains des consommateurs plus rapidement, à éviter les frais d'expédition longue distance et à réduire les émissions de gaz à effet de serre liées au transport.

Réduction des coûts d'entreposage

Les imprimantes 3D permettent aux entreprises de fabriquer des biens à la demande, ce qui signifie que vous pouvez produire le nombre exact de pièces dont vous avez besoin, puis les expédier directement à vos clients, en faisant correspondre plus parfaitement l'offre et la demande. Au lieu d'acheter ou de louer un entrepôt, vous pouvez compter sur des inventaires numériques et produire des pièces chaque fois qu'un client passe une commande.

Étant donné que le taux d'inoccupation des entrepôts n'est que de 3,6 % et que la demande ne fera probablement qu'augmenter à mesure que davantage d'entreprises relocaliseront la fabrication et diversifieront leurs chaînes d'approvisionnement, l'impression à la demande et le passage à un entrepôt numérique plutôt que de stocker des stocks physiques peuvent aider à économiser une quantité importante de capital.

L'intégration de la fabrication additive dans les cycles de production peut-elle éviter de futures perturbations ?

Alors que la plupart des entreprises pensent qu'il est temps d'agir pour éviter de futures perturbations de la chaîne d'approvisionnement, il peut être difficile d'identifier les mesures à prendre. Pour ceux qui ont changé de tactique, beaucoup comptent sur des mesures à court terme. En fait, moins de la moitié des 3 000 chefs d'entreprise interrogés par AlixPartners ont pris des mesures pour atténuer les perturbations de la chaîne d'approvisionnement à long terme.

L'intégration de la fabrication additive dans le cycle de production peut aider les entreprises à atténuer ou à éviter de futures perturbations de la chaîne d'approvisionnement. Après tout, la fabrication additive prend en charge la fabrication décentralisée et permet une chaîne d'approvisionnement plus simple et une flexibilité et une agilité accrues. Les entreprises peuvent produire des produits plus près de leur destination, évitant potentiellement les goulots d'étranglement de la chaîne d'approvisionnement, comme une grave congestion des ports. L'additif permet aux entreprises de produire la quantité exacte requise, réduisant ainsi les expéditions excédentaires vers les entrepôts avant la distribution aux clients.

Quels sont les risques de remplacer la chaîne d'approvisionnement traditionnelle par une chaîne d'approvisionnement de fabrication additive ?

Compte tenu des nombreux avantages de la fabrication additive, il n'est pas surprenant que le marché mondial des produits et services d'impression 3D était d'environ 12,6 milliards de dollars en 2020 et continuera de croître dans les années à venir à mesure que de plus en plus d'entreprises reconstruiront des chaînes d'approvisionnement additives plus courtes ou plus flexibles. Cependant, les personnes qui ont passé leur carrière à concevoir ou à travailler avec le moulage par injection ou l'usinage CNC peuvent avoir des difficultés à passer à ces nouveaux processus perturbateurs.

Les problèmes courants rencontrés par les utilisateurs lors de l'impression 3D incluent le gauchissement, les fissures, la mauvaise adhérence couche à couche et les défaillances des pièces. Heureusement, les progrès technologiques dans le monde des équipements de fabrication et des matériaux ont rendu ces problèmes plus petits et moins fréquents, ainsi que les ingénieurs travaillant tout au long du cycle de vie, de la conception à la fabrication. Par exemple, dans la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), le décalage de couche, le cordage, la sous-extrusion et la sur-extrusion sont possibles, mais des ingénieurs et des techniciens de fabrication expérimentés développent continuellement des solutions pour améliorer la qualité des pièces. Des progrès de processus similaires dans d'autres technologies additives (SLA, SLS, etc.) ont été réalisés pour rendre plus d'applications possibles. Cependant, ces avancées nécessitent un partenaire d'impression 3D qui possède les connaissances et l'expertise nécessaires pour développer et utiliser ces nouveaux processus.

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