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Bilan des assises européennes de la fabrication additive

Bilan des assises européennes de la fabrication additive

by Gaëtan Lefèvre19 octobre 2016
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Les Assises européennes de la fabrication additive se sont déroulées à CentraleSupélec à la fin du mois de juin 2016. Cette manifestation a attiré de très nombreux participants et leur a apporté des réponses à de nombreuses questions scientifiques et technologiques sur la fabrication additive et ses applications dans de nombreux secteurs.

Par Alain Bernard, Professeur des Universités à l’École centrale de Nantes, vice-président de l’AFPR.

 

Les différentes sessions présentées lors des Assises de la fabrication additive 2016 ont montré tout l’intérêt de cette technologie pour de nombreux secteurs industriels et plus largement par rapport à des sujets de société.

Des keynotes très appréciés

Jean-Claude André, directeur de recherche au CNRS, a proposé des éléments de réflexion sur l’évolution de la fabrication additive vers la 4D. Il a évoqué les développements actuels en bio-ingénierie. Il a souligné la nécessaire pluridisciplinarité qui doit être au service de la fabrication additive. Les paradoxes et les freins culturels, structurels et économiques sont autant de facteurs qui s’ajoutent à la difficulté de voir l’innovation apporter la valeur que laissent entrevoir les avancées scientifiques. Il a conclu par des interrogations quant à des avancées possibles de la fabrication additive dont les limites sont encore délicates à circonscrire.

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Olaf Diegel, concepteur de la guitare Heavy Metal (photo ci-contre) présentée dans A3DM Magazine n°3, a à son habitude apporté un éclairage concret et pertinent sur un sujet d’actualité. Cette fois, il s’agissait de la conception pour la fabrication additive. Sur la base des fondements du Design for Additive Manufacturing, il a illustré avec de nombreux exemples les opportunités à saisir du potentiel de la fabrication additive. Il a aussi souligné l’impérieuse nécessité de prévoir les éléments qui vont faciliter les étapes ultérieures à la fabrication additive, que ce soit les points de reprise d’usinage, la minimisation des supports ou leur localisation judicieuse. Sa conclusion a été un espoir dans les futurs outils de conception afin que ceux-ci soient capables d’ouvrir au concepteur tout le potentiel attendu en termes de modèles, de méthodes, d’outils de simulation et de validation conjointe des caractéristiques des pièces fabriquées par fabrication additive. Il a également souligné toute l’importance de l’éducation et de la nécessité d’intégrer la fabrication additive dans les cursus de formation à tous les niveaux.

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Catherine Lubineau, directrice technique adjointe à l’UNM (Union de Normalisation de la Mécanique), a mis à niveau l’état de nos connaissances sur la normalisation et les standards nationaux, européens et internationaux sur la fabrication additive. Plusieurs points saillants ont jalonné sa présentation. Tout d’abord, la synergie entre le TC ISO 261 et l’ASTM a permis la mise en place de seize groupes de travail conjoints. Elle nous a rappelé les normes ISO publiées et en cours de publication. Elle a également précisé la place des trois groupes à la fois transverses et de prospective (adhoc). Elle a montré, en particulier, au Canada, comment l’UNM apporte ses compétences au service du développement au plan international (voir les articles « Vers une alternative au format STL » dans A3DM Magazine n°4 et « Standards et normes des données imprimables »). Enfin, elle a détaillé les enjeux et les actions du groupe européen récemment créé (CEN / TC 438) dont l’animation revient à la France. Eric Baustert, président de Volum-e, anime également le groupe UNM 920 sur le plan français.

Le professeur K. P. Karunakaran a apporté des éléments d’analyse sur la réalité de la fabrication additive au regard des éléments naturels et des capacités de modélisation. Il a souligné que, pour lui, la fabrication additive nous rapproche par ses principes de la nature et de ses constructions. Il a également insisté sur le fait que la fabrication additive seule ne suffit pas à répondre aux besoins sociétaux d’une manière générale et que les systèmes hybrides multi-technologiques sous forme de succession de procédés pouvant être agencés en cellules intégrées de fabrication et de contrôle constituent une des voies d’évolution de cette technologie. Il a ensuite abordé les possibilités de la fabrication additive au service de la fonderie (rapid casting), puis plus spécifiquement de la fonderie sable au travers de processus directs (pour les outillages) et indirects (pour les pièces). Il a également présenté les enjeux liés aux qualités de finition post-fonderie mais aussi ceux liés au coût inhérent à la chaîne de valeur complète. Il s’est pour cela appuyé sur de très nombreux développements effectués au sein de son laboratoire.

German Esteban Muniz nous a apporté la vision de la Commission européenne sur la fabrication additive. En tant que responsable de ce thème, il a expliqué la politique d’appels à projets et de soutien au développement des technologies et plus largement des marchés en Europe. Il a rappelé que la fabrication additive est l’une des « key enabling technologies » (KET), voire combine différentes KET, et qu’à ce titre la Commission européenne lui accorde une attention particulière au travers d’appels à projets et de productions de rapports de synthèse et de prospective, sous forme de roadmap. Il a présenté pour finir une sélection de projets. Il a également présenté différents évènements qu’il a organisés pour élargir la collaboration internationale.

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Une journée riche et instructive

En préalable à la session « CAO optimisation topologique – Simulation », les sociétés Dassault Systèmes et Altair nous ont exposé les tout derniers développements entrepris dans le domaine des outils numériques pour la fabrication additive. Ensuite, les aspects mathématiques et géométriques ont été très largement développés lors de la session dirigée par Nicolas Gardan, du centre R&D DINCCS de Micado. Des solutions mathématiques approfondies et leurs mises en oeuvre pratique pour la génération de formes optimisées sur le plan topologique, mais aussi pour ce qui concerne des structures d’allègement lattices ou des supports optimisés et dont le processus de nettoyage a été amélioré. Des solutions plus globales pour la conception (construction, optimisation topologique, réassemblage de morceaux numérisés) et l’aide au choix des processus sont également à souligner. Le tout a été clôturé par une vision d’ensemble du projet OptiFabAdd (porté par Micado) et présenté par Nicolas Gardan.

La session du mercredi « Qualité – Sécurité – Environnement – Économie », animée par Philippe Vannerot, PDG de la société 3A SAS et vice-président de l’AFPR, a proposé des sujets clés extrêmement importants pour tous les acteurs travaillant avec la fabrication additive. Le témoignage important d’un acteur ayant contracté une maladie professionnelle due à la fabrication additive a permis de mieux comprendre à quel point la gestion des risques pour les humains qui sont en contact avec les machines est un sujet de la plus haute importance et à ne surtout pas négliger. De nombreuses contributions industrielles et académiques ont permis d’illustrer à la fois les réussites déjà acquises, les enjeux de la qualité et de l’impact environnemental de la fabrication additive, mais aussi les aspects liés au business model. Cette session a été complétée par une présentation de l’état actuel du potentiel de technologies de contrôle, de l’enjeu et du contenu des principaux projets relatifs à la mesure et au contrôle pour la fabrication additive (in- et out-process). Un témoignage relatif aux aspects liés à la finition des pièces a poursuivi cette session. Enfin, un tout nouvel acteur industriel, AddUp, a exposé sa stratégie ainsi que les enjeux du futur très contraint et compétitif. Cette session a permis de rappeler que la fabrication additive n’est pas un « presse-bouton » et que de nombreux facteurs sont à prendre en compte au regard de la valeur attendue.

En préalable à la session du mercredi après-midi qu’il a animé, Eujin Pei, de l’université Brunel à Londres, a exposé les avancées de son équipe et de ses travaux de coordination au niveau du groupe WG4 de l’ISO TC 261 sur les formats de données. La session « Solutions industrielles » était consacrée aux dernières avancées des technologies de fabrication additive. Les sociétés Prodways, Irepa Laser, Stratasys, Renishaw, Multistation, SLM Solutions, 3DCeram et la structure universitaire IRTES ont également apporté de très nombreux éclairages sur les dernières innovations qui permettent de constater des avancées significatives quant aux performances des procédés.

La session « Applications », animée par Benoît Verquin, chargé de projets sur la fabrication additive au CETIM, a rassemblé des acteurs et a permis d’avoir des éclairages très différents quant à la maturité et la mise en œuvre des technologies sur des cas pratiques allant des pièces certifiées bonnes de vol pour l’aéronautique et le spatial, jusqu’aux pièces poreuses pour le dentaire ou la fabrication de pièces de précision à l’aide d’un nouveau procédé spécifique dédié à la fonderie. La session s’est terminée par la traditionnelle présentation par le président de l’association Ars Mathematica, Christian Lavigne, d’une page d’histoire de la création par les artistes à l’aide de technologies numériques d’œuvres toujours plus ambitieuses et innovantes au cours du temps. Cette présentation venait en complément d’une exposition riche et variée sur l’espace de démonstration, sur lequel de nombreux exposants étaient présents.

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La session du jeudi matin, animée par Didier Nimal, président d’OsseoMatrix, était entièrement consacrée aux applications dans le secteur médical. Elle a été structurée en plusieurs ateliers : implants et prothèses, épithèses et orthèses, modèles et guides et enfin bio-impression. En introduction à la session, Paulo Bartolo, de l’université de Manchester, a apporté son expertise sur ces domaines et proposé une mise à jour de l’état de l’art dans le domaine médical. Il s’est appuyé sur de très nombreux travaux et sur des évolutions particulièrement intéressantes qui ont été reprises et illustrées pour la plupart d’entre elles par les intervenants qui ont suivi. La présence de praticiens prothésistes et de chirurgiens, en complément de constructeurs et de prestataires, a apporté une richesse toute particulière à cette session. Les enjeux réglementaires ont également fait l’objet d’une présentation. Le lien avec les technologies de scanning, de reconstruction et de modélisation 3D, de réalités virtuelle et augmentée, d’assistance au geste chirurgical a été largement commenté par certains orateurs. Parmi ces derniers, le chirurgien Jean-Christophe Bernhard, du CHU de Bordeaux, a présenté un modèle imprimé en 3D spécifique à la pathologie tumorale dont l’utilisation d’un matériau transparent a révolutionné l’approche chirurgicale. Vous pouvez retrouver l’article « L’impression 3D au service de la chirurgie rénale », dédié à cette application, dans A3DM Magazine n°4 ou sur le site www.a3dm-magazine. fr. Enfin, l’association CellSpace a présenté le projet iLite, en lien direct avec la démarche de mise en place d’une plate-forme de bio-impression en milieu hospitalier.

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En début d’après-midi, le keynote de Benoît Furet, chercheur à l’IRCCyN, a dressé un état des lieux sur les dernières évolutions de la fabrication additive pour la construction et le bâtiment. Il a également introduit la technologie qu’il développe, basée sur un matériau de type foam, et qui a déjà montré son potentiel par les projets innoprint3D et batiprint3D. La dernière session « Enjeux et défis de la formation aux méthodes et technologies de la fabrication additive », animée par Benoît Eynard, directeur général chez AIP-PRIMECA, était consacrée à la formation à tous les niveaux. Les différents témoignages ont montré les acquis en formation initiale, en formation continue mais aussi en formation de formateurs. Un bilan de l’action menée pour formaliser les référentiels de formation, en lien avec le Ministère, a été proposé et commenté dans l’attente de voir ces référentiels intégrés aux programmes officiels des cursus de formations des lycées, des écoles et des universités.

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Les Trophées de l’AFPR

Traditionnellement, les Trophées de l’AFPR sont décernés à des réalisations exemplaires et innovantes. Cette année, quatre Trophées ont été remis.

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Meilleure étude : société 3A SAS et UTT (antenne de Nogent). Méthodologie innovante pour produire des pièces en alliages métalliques homogènes au moyen de la technologie EBM.

Meilleure pièce : sociétés Volum-e / Airbus Safran Launchers. Pièce de formes complexes et intégrant différentes fonctions, nécessitant des centaines d’heures de fabrication sans aléas machine ni défaut (figure ci-dessous).

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Meilleure application de la fabrication additive : sociétés Höganäs AB / Digital Metal.

Nouvelle technologie de fabrication de petites pièces métalliques précises par processus indirect à partir de modèles fabriqués sans support et avec une haute résolution (figure ci-dessous).

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Prix spécial du jury : Olaf Diegel pour sa guitare en aluminium.

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