La fabrication additive, une révolution qui s’annonce ?

Imprimante 3D, stéréolithographie, Fablab, technologie des poudres…

Autant de termes qui alimentent les conversations dans les start-up mécaniciennes et dans les ateliers de prototypage rapide et que les patrons d’usine vont devoir intégrer rapidement dans leur vocabulaire, voire dans leurs procédés de fabrication.

En effet, pas une semaine ne se passe sans que la presse, spécialisée mais également généraliste, ne se fasse l’écho des progrès permis par la fabrication additive, de ses opportunités (chirurgie avec la reconstruction faciale ou construction de maisons dans des temps record par exemple) ou de ses risques (fabrication incontrôlée d’armes, détournement de propriété intellectuelle…).

Un virage a été amorcé et afin de se positionner en toute connaissance de cause, il convient dès à présent de connaitre les possibilités et les limites de ces technologies. Nos professions mécaniciennes sont d’autant plus concernées, l’obtention d’une pièce finie entraînant parfois l’élimination de 80% ou plus de la matière mise en jeu. L’activité actuelle de la fabrication additive (vente de machines, prestations) est estimée à 1,7Mds€ dans le monde, en croissance de 15% par an !

Le CETIM a ainsi classé la fabrication additive parmi les technologies prioritaires de la mécanique et a publié plusieurs notes de veille particulièrement instructives. Pour l’heure, l’essentiel de l’activité (environ 80%) se fait sur les procédés de fabrication additive pour matériaux polymères, mais pour les sociétés mécaniciennes, ce sont bien les travaux sur les matériaux métalliques qui retiennent l’attention. En effet, la technologie de fusion laser (SLM) permet d’ores et déjà d’obtenir des pièces en différents grades d’acier ou d’alliages à base de nickel avec des propriétés mécaniques supérieures aux pièces équivalentes obtenues par fonderie. Ces propriétés mécaniques sont renforcées par la possibilité de réaliser des pièces « impossibles » à concevoir et à réaliser par procédé traditionnel et donc d’aller beaucoup plus loin dans l’optimisation par la forme (déplacement du centre d’inertie, évidement ou ajouts de renforts).

La fabrication additive est définie ans la norme NF E67-001

comme l’« ensemble des procédés permettant de fabriquer, couche par couche, par ajout de matière, un objet physique à partir d’un objet numérique » ; plusieurs procédés prometteurs sont disponibles. Pour les matériaux métalliques, la technologie EBM est une alternative intéressante au procédé SLM, le laser étant remplacé par un faisceau d’électrons. Elle permet de fabriquer des pièces en titane et trouve déjà des débouchés dans les domaines dentaires et biomédicaux.

Outre ces technologies de fusion de poudres, d’autres procédés ont été développés tel que le dépôt de fil, l’extrusion-polymérisation (FDM), la photopolymérisation (stéréolithographie), chacun présentant ses points forts et ses limites mécaniques et dimensionnelles, mais toutes en fort développement sous la poussée de l’industrie et des universitaires.

Alors, pourquoi utilise-t-on encore des procédés par enlèvement de matière ?

On ne gomme pas 3500 ans d’avancée technologique du jour au lendemain ! Si prometteuse soit elle, la fabrication additive reste encore chère et peu productive, ce qui limite pour l’instant son application industrielle à des secteurs à très forte valeur ajoutée, coutumiers du « sur mesure », tels que l’aéronautique ou le génie biomédical. De plus, les procédés ne permettent pas d’obtenir une pièce finie en une seule opération : il faut encore des étapes de nettoyage, retirer les supports, usiner (la précision étant assez faible), réaliser un traitement thermique… Autant d’étapes supplémentaires à ne pas négliger.

Au-delà des freins qui subsistent, force est de constater que plusieurs barrières technologiques d’envergure ont été levées ces dernières années !

Outre ces aspects purement techniques, ces nouvelles technologies nous questionnent également sur les modes de production de demain, la répartition de la valeur ajoutée dans les filières et des aspects juridiques nouveaux à prendre en compte. Puisque les « imprimantes 3D » permettent une fabrication au plus près du client, pourquoi ne pas envisager qu’elles soient chez le client ? Qui est alors le fabricant ? Il existe déjà un marché pour collectionneurs divers et variés qui peuvent confectionner des pièces historiques ou rares. On imagine aisément quelles questions pourraient être soulevées si de telles pratiques se développaient dans le domaine industriel…

Christophe BOCHATON, Responsable Technique & Environnement PROFLUID

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Association française des pompes et agitateurs, des compresseurs et de la robinetterie

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