Magazine Jeudi 7 juin 2018 - 09:00

Intégration ou sous-traitance ? Un enjeu pour les PME

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Le passage à la fabrication additive est devenu un enjeu pour les entreprises et les industriels. Mais la transition n’est pas facile, notamment pour les PME. Intégrer ou sous-traiter est l’une des questions essentielles à se poser. A3DM Magazine s'intéresse à cette problématique.

Selon le nouveau rapport Wohlers 2018, la fabrication additive a connu une croissance globale de 21 %. 1 768 machines de fabrication additive métallique ont été vendues en 2017, contre 983 en 2016, soit une augmentation de près de 80 %. Cette hausse spectaculaire est principalement due à l’amélioration des mesures de contrôle des processus et d’assurance qualité, mais également au fait que les fabricants mondiaux prennent conscience des avantages de cette technologie de fabrication additive métallique.

Le rapport de Wohlers Associates note par ailleurs que 135 entreprises dans le monde produisaient et vendaient des systèmes de fabrication additive industriels en 2017, contre seulement 97 entreprises en 2016 (ces systèmes sont définis comme des machines coûtant plus de 5 000 dollars). Les nouveaux fabricants pénètrent ce marché à un rythme vertigineux, en proposant des machines avec des plates-formes ouvertes, des vitesses d’impression plus rapides et/ou des prix plus bas. Au cours de ces dernières années, les technologies additives ont été parmi les plus innovations du paysage manufacturier.

Cependant, pour une croissance pleinement exploitée, la technologie nécessite des investissements lourds au niveau de l’entreprise ainsi qu’un contexte opérationnel et législatif qui n'est pas toujours accessible aux PME. Dans cet environnement, les services de sous-traitance en fabrication additive sont de plus en plus nombreux. Ils représentent des supports fondamentaux, permettant d’adapter les produits et les procédures, tout en appréciant les avantages de cette technologie, étape par étape. Grâce à ces avantages, les petites, les moyennes comme les grosses entreprises peuvent profiter des nouveaux paradigmes productifs, en tirant bénéfice des connaissances acquises par les sous-traitants en termes de conception et d’ingénierie de produit.

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Le moment idéal en Europe ?

Selon des statistiques récentes de la Commission européenne, le secteur manufacturier européen est en hausse et devrait supporter une plus grande part de la charge, à mesure que l’économie se redressera. Bien que la mondialisation ait vu, au cours des deux dernières décennies, la croissance de marchés dans des pays où les coûts de main d’œuvre sont plus faibles, l’Europe est très bien équipée pour fabriquer des produits nécessitant des conceptions complexes et personnalisées. La fabrication additive est un outil idéal pour faciliter ces formes de production.

Le passage à la « fabrication intelligente » est motivé par des changements structurels de l’industrie mondiale comme le passage d'une production à faible coût et à grand volume vers des modèles à faible marge et à fort volume. Les technologies de fabrication avancées, telles que la fabrication additive, révolutionnent l’industrie, avec de nouvelles capacités pour concevoir et fabriquer des produits complexes et personnalisés dans des délais courts, avec un minimum d’outillage et de production de déchets, et une faible main d’œuvre. Cependant, à l’heure actuelle, le rythme d’adoption des technologies d’innovation comme la fabrication additive reste faible chez la plupart des fabricants européens traditionnels.

Surmonter les barrières économiques

Les PME constituent l’épine dorsale de l’économie de l’Union européenne. Elles représentent 99,8 % de l’ensemble des entreprises opérant dans le secteur des entreprises non financières, avec 67 % de l’emploi total et 57 % de la valeur ajoutée. Presque toutes ces PME sont des micro-entreprises employant moins de 10 salariés. Nonobstant les actions nécessaires requises par les gouvernements nationaux, l’UE joue un rôle crucial dans la création d’un environnement favorable aux entreprises en Europe.

Le coût élevé des systèmes de fabrication additive, en particulier ceux à base de métal, reste un obstacle majeur à l’adoption massive de cette technologie, en particulier pour les petites et les moyennes entreprises. Alors que la Commission européenne prépare actuellement une évaluation et une éventuelle révision de certains aspects de la définition des PME, celles-ci font confiance au climat des affaires actuel.

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Indice climat des affaires des PME - A3DM

Avantages et inconvénients

Les installations de bancs d’essai de fabrication additive sont en pleine expansion. Tandis que les systèmes métalliques sont encore coûteux, les bancs d’essai et les services de sous-traitance sont de plus en plus attrayants pour les entreprises en phase d’exploration. Le scénario le plus probable serait que le nombre de bureaux de services de fabrication additive augmente considérablement et que ceux-ci soient situés dans des lieux plus accessibles.

Grâce à la fabrication additive, il est possible de fabriquer rapidement des prototypes et de répéter plusieurs fois le design, sans un coût de démarrage élevé. Une fois la conception terminée, la production peut être mise en place avec des méthodes de production adaptées, en fonction du nombre de pièces, de la complexité, etc. Néanmoins, même avec des améliorations significatives des logiciels de conception, il est fort probable que les PME n’aient pas besoin, en interne, d’un système de fabrication additive. Parallèlement, si les PME mécaniques et manufacturières peuvent facilement accéder aux systèmes de CAO et aux concepteurs internes, elles n’ont souvent pas les capacités internes de convertir directement le fichier en STL ou en AMF, pour pouvoir utiliser les systèmes externes de services de fabrication additive. Dans cette situation, il est préférable de contacter des sous-traitants avant de commencer la conception, afin d’éviter les problèmes de temps / coût qui peuvent compromettre l’utilisation pratique de la technologie.

La décision d’externaliser ou non la production en fabrication additive repose sur de nombreux facteurs. La plupart d’entre eux sont liés à des décisions stratégiques de l'entreprise comme le budget, les applications ou encore le secteur d’activités. Le facteur économique restera cependant majeur dans cette décision. La plupart des utilisateurs industriels se concentrent actuellement sur le criblage de pièces, l’identification d’applications de fabrication additive potentielles et de nouveaux modèles commerciaux. Le coût de la fabrication additive est moins traité car, dans de nombreux cas, les départements d’approvisionnement et d’achat ont des connaissances très limitées dans ce domaine.

L’importance de la connaissance

Une bonne connaissance du coût de la fabrication réelle doit pourtant être à la base de toutes les décisions, même si cette prévision est souvent freinée par l’incapacité à prévoir exactement le temps de production. Par exemple, la vitesse d’exécution d’une imprimante 3D est le principal facteur de coût. Les machines EBM (Electron Beam Melting) permettent de réduire le coût de la machine par rapport au Laser Leaming. Mais cela ne suffit pas ! Pour obtenir une image complète des coûts de production, le post-traitement spécifique à la pièce et l’assurance qualité doivent être pris en compte.

En plus de la comparaison des coûts liés aux différentes techniques, une évaluation des différents fournisseurs de services est conseillée. Les prix peuvent énormément varier, jusqu’à 150 %.

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Internalisation ou sous-traitance en fabrication additive - A3DM

Le seuil de rentabilité est la clé

Bien que l’on puisse difficilement affirmer s’il est plus intéressant d’intégrer la fabrication additive ou de sous-traiter, une analyse de rupture peut aider les entreprises et les industriels à évaluer préventivement les indicateurs clés : les coûts des matériaux, la consommation de matériaux et d’énergie, les coûts d’achat et d’exploitation des machines, les infrastructures, la formation, les coûts et les capacités opérationnelles.

Les fabricants entrent dans la danse

Outre les entreprises de sous-traitance qui se multiplient dans le monde entier, nous observons une nouvelle tendance : celle des fabricants de systèmes additifs créant leurs propres centres de sous-traitance, ouverts aux utilisateurs et aux entreprises externes. Prenons deux exemples parlants : le centre de General Electric, à Munich, et le centre d’EOS, à Düsseldorf.

Centre GE Additive à Munich

Le centre international d’« expérience client » de GE Additive (Customer Experience Center) a été inauguré, à Munich, en décembre 2017. Suite à un investissement de 15 millions de dollars, celui-ci devrait employer jusqu’à 50 salariés de GE Additive, comprenant des techniciens et des ingénieurs spécialisés dans la conception et la production additive. Ce centre ultramoderne, situé au même endroit que le centre européen de technologie de GE, s'étend sur 2 700 m2. Il permet aux clients actuels et potentiels de la société américaine d’expérimenter tous les aspects du processus de fabrication additive, de la conception au prototypage, en passant par les opérations. Il a été initialement équipé de dix machines de fabrication additive de l’Allemand Concept Laser et du Suédois Arcam EBM (tous deux rachetés par GE). Le centre de Munich offre également un centre d’enseignement moderne pour son équipe de formation à la clientèle : Additive Academy™ – GE Additive.

GE Additive a conçu ce centre pour aider les clients à comprendre la technologie additive et les guider de la conception au prototypage, en passant par la production. Ceux-ci peuvent ainsi bénéficier d’une formation pratique et d’une instruction dans l’installation, couvrant la conception additive, les opérations de la machine et le support. La société américaine a annoncé plusieurs manières d’intégrer le Customer Experience Center de Munich :

• accès au parc machines ;

• collaboration avec les experts de GE sur l’identification des produits, la conception, la sélection des matériaux et la configuration des installations additives ;

• production de prototypes ;

• production limitée de pièces et développement des processus d’exploitation avant la production ;

• formation dans tous les domaines touchant à la fabrication additive ;

• conseil de l’équipe de GE pour fournir des connaissances sur le terrain, des pièces de rechange et un soutien opérationnel aux clients.

Après sa première expérience avec le Customer Experience Center de Pittsburgh, aux États-Unis, GE Additive a donc lancé le premier centre international à Munich. La société prévoit également l’ouverture d’autres centres GE Additive dans le monde pour stimuler la fabrication additive dans différentes régions.

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Centre GE fabrication additive A3DM

Centre d’innovation EOS à Düsseldorf

Inauguré en mars 2018, le centre d’innovation EOS, à Düsseldorf, vise à offrir un service de conseil individuel et un soutien régional avec des résultats rapides tout au long de la chaîne de processus de fabrication additive. « La production de nouveaux composants par fabrication additive peut être complexe. Les entreprises manquent souvent d’expérience dans le domaine. L’équipe EOS de Düsseldorf est composée d’ingénieurs et de consultants expérimentés qui peuvent aider les entreprises à atteindre rapidement d’excellents résultats grâce à l’impression 3D industrielle – localement, personnellement et individuellement », a expliqué Bernd Reinarz, directeur de l’équipe du centre d'innovation EOS à Düsseldorf. Le centre dispose d’environ 1 000 m² d’espace comprenant évidemment des systèmes EOS pour l’impression 3D industrielle, avec des matériaux polymères et métalliques. Les entreprises peuvent louer l’accès à ces machines, ainsi que des salles de projet. L’équipe EOS du centre offre des cours de consultation et de formation, y compris des conseils spécialisés sur la conception et l’optimisation des pièces à fabriquer, le processus de fabrication additive lui-même et la planification de la production

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Centre EOS fabrication additive A3DM

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