News Jeudi 31 mars 2022 - 22:13

Discussion sur l’intégration de la fabrication additive dans les TPE/PME

Partagez cette news :

discussion_integration_impression_3D

La démocratisation de la fabrication additive (FA) pour les TPE/PME est un sujet tout aussi important que son utilisation pour les donneurs d’ordres. Il est tout à fait indispensable pour ces sociétés de s’intéresser à l’intégration de la technologie dans l’entreprise. Cette intégration est, entre autres, fortement liée à la maturité de la chaîne numérique de l’entreprise.

L’accès aux technologies de fabrication additive peut être très compliqué pour une TPE/PME : de nombreux procédés et de nombreuses matières sont disponibles. Les fournisseurs de procédés et de matières ont fleuri ces dernières années, à tel point que nous avons l’impression de nous retrouver dans les années 1980, lorsque l’entreprise devait choisir son imprimante papier. C’est certainement un objectif intéressant, et ce serait une preuve de démocratisation de la technologie, mais les choix sur étagère n’existent pas pour le moment. Les verrous technologiques sont en plus très nombreux à lever. Ainsi, les TPE/PME qui ont une chaîne numérique peu évoluée auront beaucoup de difficultés à intégrer des technologies de fabrication additive. Il est alors essentiel pour ces entreprises de pouvoir identifier/intégrer la meilleure technologie selon leur besoin et de se poser les bonnes questions.

L’importance de la chaîne numérique

Il s’agit là, certainement, d’un des points les plus importants, mais malheureusement aussi de l’un des plus négligés. Dans le cadre des audits sur l’intégration de la fabrication additive dans les TPE/PME, réalisés par le technocentre iNumLab de Micado, nous avons pu noter des similitudes flagrantes entre l’intégration de la technologie et l’intégration de la simulation numérique : le manque de connaissances sur le travail important au niveau des formations, la croyance dans le « clique-bouton », le mélange entre les procédés low cost et les procédés plus industriels… Il faut ainsi absolument montrer la nécessité d’avoir une chaîne numérique maîtrisée et réaliser une évaluation des compétences. L’entreprise utilise-t-elle la CAO (conception assistée par ordinateur) ? Si oui, à quel niveau ? Les ingénieurs CAO ont-ils des connaissances suffisantes en modèles (BREP, CSG, modèle tesselé) ? L’entreprise développe-t-elle des bonnes pratiques en modélisation ? Etc. Il est essentiel de développer une chaîne numérique adaptée au procédé choisi (et à la machine elle-même) et à la/aux matière(s) associée(s).

La fabrication additive permet à la fois de travailler sur du prototypage (visualisation et validation expérimentale), la fabrication d’outillage, la personnalisation des produits et la production de petites séries. Il faut donc que l’entreprise se positionne en fonction de son besoin sur une technologie qui permettrait de répondre à sa problématique et de construire un modèle de connaissance dédié. Ce modèle de connaissance doit relier de manière très fine les choix de conception et les impacts sur la fabrication.

La simulation numérique, dans ce cadre, est un apport indéniable. La traçabilité de la chaîne numérique est alors un verrou difficile à gérer pour une TPE/PME. Elle est pourtant essentielle, que ce soit dans le cadre d’une intégration de technologie de fabrication additive ou dans l’utilisation de la sous-traitance. En effet, l’un des grands intérêts de la technologie est bien évidemment de pouvoir opérer des modifications géométriques en lien direct avec la fabrication. Ces modifications doivent être tracées, que ce soit sur le modèle ou sur la communication autour de celui-ci (de nombreuses applications sont en cours concernant la traçabilité, notamment autour de la blockchain).

Les TPE/PME doivent ainsi pouvoir réaliser un choix parmi les sept grands procédés de fabrication additive, en fonction de leur(s) problématique(s), de leur maturité en ingénierie numérique et de leur budget. Un accompagnement par des centres de compétences semble indispensable pour s’y retrouver parmi tous les paramètres d’entrée du choix de la technologie, qui ne répondra dans tous les cas qu’à une partie de la problématique.    

Quid du positionnement par rapport aux procédés de fabrication classiques ?

Dans le cadre des différentes présentations que nous avons réalisées ou auxquelles nous avons pu assister auprès des TPE/PME qui s’intéressent à l’intégration de la fabrication additive, revient la sempiternelle, mais justifiée, question du coût par rapport à un procédé classique.

Depuis deux ou trois ans, nous voyons que l’impression 3D pour le prototypage est bien identifiée et utilisée dans les entreprises. Elle passe ainsi soit par la sous-traitance, soit par l’intégration d’une machine (il ne s’agit pas d’une généralité, mais nous avons visité un certain nombre de TPE/PME qui investissent dans le procédé FDM industrielle, souvent sous-exploité). Pour la production de pièces en petites séries, c’est plus difficile et cela demande un travail pédagogique important.

Généralement, dans l’entreprise qui souhaite intégrer la fabrication additive, une personne est convaincue de son intérêt (par sa formation ou son historique) et défend les innovations possibles auprès de sa direction. Au sein du technocentre iNumLab de Micado, nous avons plusieurs exemples très intéressants de PME (< 50 personnes) qui ont intégré la technologie dans le cadre de séries déjà importantes (de 2 000 à 4 000 pièces) dans l’aéronautique légère et la lunetterie (avec des procédés de fabrication SLS). Les personnes en charge de la conception ont ainsi mis en avant la possibilité de réaliser des modifications jusqu’au dernier moment, de pouvoir produire très rapidement des pièces fonctionnelles (il est à noter que la pandémie de la Covid-19 a forcé certaines TPE/PME à s’intéresser à la fabrication additive en raison de problèmes de fabrication et d’approvisionnement), de pouvoir alléger leur produit plus facilement, d’avoir peu de travaux de post-traitement (procédé SLS) et surtout d’adapter le produit par rapport aux contraintes plus facilement qu’avec un procédé classique.

Cette vision globale a permis de fabriquer ces séries déjà importantes pour la fabrication additive, alors que le prix unitaire était plus cher que pour l’injection plastique. Mais ces entreprises ont intégré dans leur calcul plusieurs facteurs essentiels :

  • La fabrication des pièces sans passer par la conception/fabrication de moules.
  • La personnalisation des pièces.
  • La fonctionnalisation des pièces.
  • L’agilité et la rapidité de fabrication (qui vont très bien avec la colonne vertébrale d’une TPE/PME qui est capable de répondre très rapidement à des problématiques hautement techniques par rapport à des donneurs d’ordres qui ont des cycles de développement très lourds).
  • L’utilisation de prestataires hautement qualifiés en France, qui disposent de technologies industrielles coûteuses (difficilement intégrables dans une TPE/PME de cette taille au vu du volume d’impression).
  • La facilitation des opérations de maintenance avec un gain de temps important pour les opérateurs (fabrication des gabarits de montage avec la fabrication des produits, intégration de l’opération de maintenance dans la fabrication du produit : positionnement dans l’environnement de travail, forme dédiée…).

Le développement de matières très techniques répondant à de nombreuses normes (compatibilité avec la peau, norme feu JAR25 pour l’aéronautique…) ajoute des possibilités d’innovation absolument incroyables pour les TPE/PME. Le critère du coût du post-traitement est souvent mal évalué.

La typologie des TPE/PME pouvant utiliser la fabrication additive ne regroupe pas seulement les entreprises dites « manufacturières ».

Les tiers-lieux au chevet des TPE/PME ?

La typologie des TPE/PME pouvant utiliser la fabrication additive ne regroupe pas seulement les entreprises dites « manufacturières ». De nombreux cas d’applications sont possibles, et il est absolument essentiel d’accompagner les innovations dans leur globalité : applications artistiques, impression de maquettes pour la formation, impression de pièces pour la maintenance rapide, développement de ruptures technologiques pour les dépôts de brevets…

Dans ce cadre, de nombreuses actions sont en cours pour soutenir les TPE et les artisans dans leur volonté d’intégrer la technologie additive. Souvent situés dans un environnement naturel préservé des contraintes urbaines, leur objectif est de créer un poumon économique et d’innovation couplé à un lieu de pratique et de découvertes intenses. Ainsi, ces ateliers de la 3D ont pour vocation d’être un lieu de haute technologie permettant de partir d’un concept, de le modéliser/tester en 3D, de le fabriquer, notamment grâce à la fabrication additive, et de former les pratiquants.

Les objectifs de ces tiers-lieux sont de :

  • mettre à disposition des entreprises des moyens de fabrication ;
  • mener une recherche localement à l’échelle d’un territoire (dans la très grande majorité des cas, les TPE/PME/artisans développent des concepts très ingénieux qui méritent un accompagnement R&D haut de gamme, souvent inaccessible car situé dans les grandes métropoles) ;
  • et servir de support d’intelligence collective au travers du développement de projets pilotes, de formations, etc.

L’intérêt sociétal sera au cœur des préoccupations de ce type de structure. Il s’agit notamment de désenclaver une zone rurale par rapport à l’accès aux nouvelles technologies et de permettre à la population locale (et plus particulièrement au jeune public des écoles) d’assister à des démonstrations, voire de mettre en œuvre des projets (proches d’un fablab, mais dans un contexte industriel).

Enfin, afin de permettre une intégration facile et intelligente de la fabrication additive dans les TPE/PME, il faut faciliter la formation massive des jeunes générations aux technologies. Elle peut être un outil des plus intéressants pour les éveiller à la culture de l’ingénierie, car elle intègre la double compétence de conception (et les aspects de modélisation 3D associés) et de fabrication. Le sujet de la conception, dès le plus jeune âge, peut permettre d’inculquer ce besoin de définir une conception utilisant la puissance de la fabrication additive, et non pas, comme c’est encore trop souvent le cas, d’utiliser des conceptions faites pour des procédés classiques pour la fabrication additive.

Contenu Encadré

Nicolas GARDAN

Responsable du Technocentre iNumLab de MICADO. Ingénieur docteur R&D, habilité à diriger des recherches (HDR dispensée par l’Université de Reims Champagne-Ardenne), spécialisé en simulation numérique, expert en modélisation et simulation pluridisciplinaires (mécanique et biomécanique).

Son équipe est au service des TPE / PME et des grands groupes sur un large panel de compétences : modélisation, simulation, CAO, fabrication additive… Elle permet aux entreprises d’effectuer des sauts technologiques et des montées en compétences, soit à travers le développement d’un projet technique, soit à travers une formation.

Contact : communication@afmicado.com

Puisque vous êtes là...

... nous souhaiterions vous inviter à vous abonner à A3DM Magazine.

A3DM Magazine est la revue papier et digitale de référence en fabrication additive et en impression 3D. (Vous pouvez lire et découvrir les articles dans la rubrique « Magazine » du site A3DM). Pourquoi vous abonner ?

  • Pour accéder à l’ensemble des informations du secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D, à des dossiers industriels, à des analyses techniques et des fiches pratiques, à des contenus exclusifs, aux appels d’offres et aux subventions de la Commission européenne, à des leçons d’anglais pour ingénieurs...
  • Pour garantir la liberté de ton et l’exigence professionnelle de la revue.
  • Pour soutenir le secteur de la fabrication additive et de l’impression 3D qui a besoin de médias spécialisés pour promouvoir la technologie, partager les savoirs et savoir-faire, et fédérer la communauté.

 

Je m'abonne

Newsletter

Ne manquez plus aucune info sur la fabrication additive