[Avis d'expert] Transformation digitale : quand l'impression 3D s'ouvre aux entreprises

Cette année, les dépenses mondiales en équipements, logiciels et services dédiés à l'impression 3D devraient progresser de plus de 21% selon le dernier rapport de l'IDC. Ainsi, le marché représenterait 13,8 milliards de dollars à la fin de l'année et il devrait atteindre 23 milliards en 2022. Mais alors que la fabrication additive s'inscrit comme l'un des moteurs de la transformation numérique des entreprises, 87% des sociétés françaises déclarent rencontrer des difficultés dans la conduite de ce changement d'après une étude de SmartLane.

Ainsi, si la transformation digitale figure à l'agenda de 90% des sociétés, les structures comptant moins de 500 employés ne sont que 60% en moyenne à avoir opérationnellement lancé ce mouvement. Pourtant, de plus en plus accessible financièrement et techniquement, la fabrication additive est en passe de devenir incontournable notamment pour répondre aux besoins de production actuels, exigeant à la fois des offres flexibles et personnalisées.

Mais face à un marché en pleine effervescence, comment les professionnels peuvent-ils appréhender et s'emparer de cette technologie ?

• Comprendre la technologie d'impression 3D : La fabrication additive ou "FA" dans le jargon industriel, est communément appelée "impression 3D" par le grand public et consiste en une façon de produire des objets à partir d'un large éventail de matériaux le tout sous contrôle d'un ordinateur. Elle s'oppose donc aux méthodes d'usinage classiques (fraisage, découpage, etc.), qui permettent la fabrication de pièces par enlèvement de matière d'un volume initial afin d'obtenir la forme souhaitée. Contrairement à ces techniques plus anciennes, la fabrication additive permet de s'affranchir de toutes les étapes classiques de mise en oeuvre de la fabrication, soient la conception d'outillage et la définition ou organisation de différentes phases de fabrication. Permettant de passer presque instantanément du fichier 3D issu de la conception, à l'objet physique lui-même, la technologie assure un important gain de temps dans le cycle de développement d'un produit. De même, si les premières machines étaient volumineuses, coûteuses, très lentes et contraignantes car les impressions posaient des limites en matière de dimension des pièces ou de diversité des matériaux utilisables, la technologie a depuis beaucoup évolué. Gagnant en accessibilité et en cas d'applications, le tout est désormais de savoir vers quel équipement se tourner parmi les nombreuses offres disponibles sur le marché.

• Comment choisir sa machine ? : Face à une offre florissante, le premier achat d'une imprimante 3D est parfois ardu pour les néophytes. Pour faire leur choix en toute logique et simplicité, les professionnels ont donc tout intérêt à déterminer, en amont, leurs besoins en matière d'impression 3D et à prendre en compte certains critères techniques tels que le procédé d'impression (FFF, SLA, métal...). En effet, en fonction des techniques d'impression, il est possible d'imprimer des pièces mesurant de quelques centimètres à quelques mètres, de géométries plus ou moins complexes et avec un degré de détail très variable. En parallèle, les entreprises doivent établir leurs besoins en matière de vitesse et de volume d'impression, de matériaux supportés, de logiciels compatibles ou encore de service client afin d'aiguiser leur choix. Ainsi, si un cabinet d'architecture doit pouvoir imprimer des maquettes en seulement quelques heures avec des matériaux faciles d'utilisation tels que le PLA, un bijoutier aura besoin d'une machine en mesure de réaliser des impressions extrêmement précises et qualitatives pour répondre aux attentes d'une clientèle exigeante. Bonne nouvelle : les fournisseurs et prestataires se multiplient dans l'Hexagone et accompagnent désormais les professionnels de A à Z dans leur démarche d'achat via des devis gratuits ou encore des études de faisabilité. De même, l'investissement est de moins en moins conséquent pour les entreprises. Ainsi, une imprimante de bureau classique est accessible dès 3000 euros.

• Pour quel(s) usage(s) ? : Dans les faits, l'impression 3D a surtout été utilisée pour la réalisation de maquettes et le prototypage rapide de produits. Ne nécessitant pas d'outillage spécifique, la technologie permet ainsi aux entreprises de produire elles même des pièces à faible coût tout en réduisant les délais habituellement imputables à des prestataires extérieurs. Mais désormais, certaines filières industrielles intègrent aussi l'impression 3D dans la conception de produits finaux, tels que des outils ou des gabarits. En effet, la technologie est utile pour produire des pièces ayant des géométries complexes, qui induisaient auparavant un surcoût et une difficulté de production élevés en usinage classique. C'est notamment le cas du secteur automobile, qui utilise la technologie pour créer des outils adaptés permettant d'optimiser le travail des équipes des chaines de montage des véhicules. La fabrication additive est une technologie aussi en plein essor dans le domaine médical, les fabricants de prothèses auditives et dentaires étant ceux qui utilisent aujourd'hui le plus ce procédé pour réaliser des équipements à destination de leur patientèle. De même, grâce à la capacité de certaines imprimantes de réaliser des pièces multi-matériaux, les pièces peuvent aussi avoir des propriétés fonctionnelles intéressantes (comme la résistance à la chaleur ou une flexibilité variable) et servir en tant que pièces de rechange pour des secteurs de pointe comme l'aéronautique.

• Une impression à portée de tous : De nos jours, lancer une impression 3D par dépôt de matière fondue est accessible pour l'ensemble des collaborateurs. En effet, outre les manuels d'utilisation accompagnant les imprimantes, nombre d'outils d'assistance gratuits sont à disposition des professionnels afin de se former rapidement à la technologie (telle que les formations et tutoriels en ligne proposés par les fabricants, les fablabs ouverts au public, les forums et communautés de makers...). Avant toute impression, les professionnels doivent avoir à disposition un modèle qui peut être dessiné via un logiciel de modélisation. Le design final est ensuite importé dans un logiciel de tranchage pour préparer l'impression 3D de l'objet. Cette étape est aussi l'occasion de choisir le matériau utilisé pour l'impression et généralement, le logiciel calcule les bons réglages automatiquement. Il suffit ensuite de lancer l'impression via l'imprimante 3D (câble USB, carte SD, WiFi), de placer la bobine de matériau sur son support, puis d'insérer le filament 3D dans la tête d'impression (appelée extrudeuse). Le finalement sélectionné sera ensuite chauffé et déposé sur la plaque d'impression en une succession de couches horizontales de plastique à la manière d'un mille-feuille. En fonction de la taille et des paramètres du modèle, l'impression peut varier de plusieurs jours à seulement quelques heures !

A propos de l'auteur :

Paul Heiden, Senior Vice President Product Management chez Ultimaker