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Impression 3D : 3 conditions de son succès dans l’industrie

En dehors du secteur aéronautique, la technique peine encore à séduire les industriels


La technique est au point. Mais avant de s’y convertir, les industriels doivent déterminer les pièces qui pourront être produites en 3D, vérifier qu’elles seront aussi fiables et repenser les procédés de fabrication.

L’impression 3D serait-elle en train de s’imposer dans l’industrie ? Sur le papier, cela semble bien parti. General Electric et Safran Aircraft Engines utilisent  déjà la fabrication additive - comme on appelle l’impression 3D dans l’industrie - pour par exemple la réalisation des injecteurs des moteurs d’avion LEAP, que l’on retrouve notamment dans les avions de ligne Airbus (famille A320neo) et Boeing (737 MAX). ArianeGroup a fait le même choix notamment pour certaines pièces du moteur Vulcain 2 d’Ariane 5. Le drone Neuron de Dassault Aviation compte une centaine de pièces imprimées en trois dimensions. Enfin, grâce au procédé, Michelin peut creuser des sillons ultra fins optimisant l’écoulement des eaux de pluie dans son dernier modèle de pneu baptisé « Cross Climate ».

La fabrication additive, qui consiste à « additionner » des couches de matière, et non pas à  « soustraire » de la matière d’un bloc, présente de nombreux avantages. D’abord, la technique rend possible la production en série de pièces d’une très grande complexité, ce qui explique son succès dans les secteurs aéronautique et spatial. Ensuite, elle réduit le nombre d’étapes nécessaires à la fabrication. « La réalisation d’une pièce peut requérir de multiples process de forge, fonderie, soudage, ou usinage, explique Guillaume Duhem, ingénieur commercial chez Bureau Veritas Laboratoires. Grâce à la fabrication additive, il est possible de produire la pièce d’un seul tenant. » Avec moins de matière et d’outillages, les économies réalisées peuvent être importantes… une fois l’investissement de départ amorti - il faut compter autour de 100 000 euros pour une imprimante d’entrée de gamme.

Des pièces complexes en petites séries

Pourtant, en dehors du secteur aéronautique (et de Michelin), l’impression 3D peine encore à séduire les industriels. « Hormis pour les secteurs de pointe, les directions d’entreprises hésitent encore à choisir la technique pour la production en série, note Guillaume Duhem. Dans ces secteurs, comme l’automobile, elle est pour l’heure surtout utilisée pour la production de consommables, comme les moules qui vont former les pièces. » Comment l’expliquer ? Premièrement, la fabrication additive n’est avantageuse que pour certains types de pièces. En effet, l’impression est encore lente. Ainsi, les pièces d’un volume important, ou de forme simple, sont plus facilement réalisables par « soustraction ».

Mais les freins ne sont pas que techniques. Avant de commercialiser un produit comportant une ou plusieurs pièces imprimées en 3D, l’industriel doit attester qu’il est parfaitement fiable. « Aujourd'hui, on a encore des difficultés pour fabriquer n fois la même pièce en métal », a expliqué aux Echos Joël Rosenberg, coauteur d'un rapport sur l'impression 3D pour la Chambre de commerce et d’industrie de Paris. Les industriels doivent ainsi démontrer que chaque pièce conserve des caractéristiques identiques,  et ce quelle que soit l’imprimante sur laquelle elle est fabriquée. « C’est là que Bureau Veritas intervient », analyse Guillaume Duhem.

Cette imprimante 3D de l’américain Sciaky peut réaliser des pièces de plus de 5 mètres pour l’aéronautique ou l’automobile avec des métaux rares grâce à sa technologie d’impression 3D par fusion de faisceaux d’électrons.

Des pièces aussi fiables

Les industriels doivent ainsi démontrer que chaque pièce conserve des caractéristiques identiques, et ce, quelle que soit l’imprimante sur laquelle elle est fabriquée. « C’est là que Bureau Veritas intervient ».

« Dans nos laboratoires, nous nous assurons de la conformité des pièces, en termes de performance, de robustesse, comme de durée de vie », explique Guillaume Duhem. Ainsi, les plastiques, métaux, polyamides ou résines servant à la fabrication 3D y sont analysés à la loupe. Au programme de l’examen : composition chimique, granulométrie, robustesse du matériau... Puis des échantillons de pièces imprimées subissent une nouvelle série d’évaluations : des radiographies, des contrôles en ressuage, en ultra-sons, ainsi que des essais destructifs. « De plus, si la pièce présente la moindre anomalie, nous recherchons son origine afin de permettre à l’industriel de la corriger », complète Guillaume Duhem.

Repenser le process global

Enfin, les industriels devront de toute façon prendre leur temps pour intégrer la fabrication additive dans leurs procédés de fabrication. S’ils utilisent cette technique, leurs anciens équipements, par exemple de fonderie ou de soudage, perdent leur utilité — tout comme les opérateurs qui les manœuvrent. Dans l’immédiat, il est donc compliqué de convertir une part importante de la production. « L’industrie est comme un navire qui prend du temps à changer de cap, analyse Guillaume Duhem. Il faudra plusieurs années, voire plusieurs dizaines d’années, pour que l’impression 3D atteigne son plein potentiel. »




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