Comment l’impression 3D bouleverse-t-elle l’industrie ?

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Un nouvel article pour vous faire découvrir l'univers de l'impression 3D :)
impression 3D

Les applications professionnelles de l’impression 3D sont nombreuses. Sur ce point, on ne vous apprend probablement rien de nouveau. Cependant, son utilisation dans le secteur industriel est sans doute la plus développée. En l’intégrant dans un processus industriel, elle offre des atouts aussi multiples et impressionnants.

Eh oui, la typographie, la flexographie, l’héliogravure, l’offset, la sérigraphie… toutes ces méthodes d’impression s’inclinent devant la fabrication additive. Avouez-le, certaines de ces méthodes traditionnelles vous étaient jusque-là inconnues. Mais bon, là n’est pas le sujet.

De la phase d’innovation à la phase de développement d’un projet, en passant par la phase de la conception, les procédés de fabrication additive se présentent comme des outils précieux. Ils offrent de nouvelles perspectives afin de répondre aux besoins, même les plus fous, de plusieurs secteurs d’activités. Dans cet article, découvrez en détail comment l’impression 3D bouleverse le monde de l’industrie.

La liberté quasi totale des formes et l’optimisation topologique

L’un des principaux avantages de la fabrication additive est la possibilité d’imprimer des formes intriquées et très complexes. C’est tout simple, il suffit d’utiliser un logiciel CAO (conception assistée par ordinateur) ou un logiciel DAO (dessin assisté par ordinateur) gratuit ou payant pour dessiner un modèle en 3D de l’objet que l’on souhaite imprimer.

Ici, la complexité de l’objet n’est pas un problème. On peut donc laisser libre cours à sa créativité. Tout ce que votre esprit peut concevoir, une imprimante 3D peut vous aider à le matérialiser. Mais, un instant ! Il vaut mieux néanmoins penser à des choses utiles qu’à une Kalachnikov (oups ! un gros mot). N’est-ce pas ?

Après la phase de la conception, on lance l’impression à l’aide de la machine tridimensionnelle. En peu de temps, elle crée l’objet de votre choix. Loin du dessin sur papier que l’on obtient avec les imprimantes 2D, l’appareil vous sort un objet en trois dimensions. Il dépose de fines couches de matières les unes sur les autres jusqu’à l’obtention du résultat final. C’est comme si vous créez un objet à partir de rien (ou presque). En fait, vous aurez besoin des matières premières. On est donc très loin de vouloir jouer à Dieu. C’est rassurant.

Ainsi, il est possible aujourd’hui de produire dans le monde industriel (médical, aéronautique, automobile…) des produits et des outillages très innovants. Plusieurs produits impossibles à concevoir par les procédés classiques de fabrication, à cause de leur complexité, peuvent être facilement créés dans une imprimerie 3D professionnelle comme TH Industries à SARRIGNE. Les champs d’application sont très variés. Avec ce procédé, les industriels selon leur secteur d’activité peuvent :

  • Fabriquer des engrenages et des pièces de rechange complexes ;
  • Répliquer des organes humains (un cœur en 3D par exemple) ;
  • Construire des maisons en un temps record ;
  • Créer de la nourriture (bonbons, chocolats…) ;
  • Concevoir des instruments de musique comme le violon…

Les technologies de fabrication additive offrent aux industries un nombre d’options de conception sans précédent. Mais, outre la liberté des formes, l’impression 3D pour l’industrie permet d’effectuer une optimisation topographique. Pour faire simple, même avec un logiciel de modélisation 3D gratuit, il est possible de trouver la meilleure répartition de matière possible selon le volume d’un objet.

Ainsi, il est facile d’imprimer en 3D des objets qui ont une grande résistance élastico-mécanique. Cette méthode permet également de résoudre facilement des problèmes d’écoulement de fluide et d’améliorer la conductivité thermique de certains objets. Voilà que l’impression 3D permet d’avoir des objets très résistants. Que demander de plus ? Et si l’on vous disait que ce procédé permet aussi de réduire le temps de fabrication des objets ? Découvrez par vous-même.

La révolution du prototypage rapide avec l’impression 3D

Pour la plupart des processus d’ingénierie et de conception, le prototypage est incontournable. Créer un prototype permet d’envisager les aspects positifs et négatifs d’un projet. Avoir sous la main le modèle réduit d’un objet permet de mieux apprécier ses contraintes mécaniques.

Pour créer un prototype avec les méthodes traditionnelles, l’on utilise généralement la même configuration, les mêmes procédés et les mêmes outillages que ceux utilisés pour le produit final. Cela rend les prototypes que l’on obtient assez coûteux pour la majorité des entreprises. De plus, le temps qu’il faut pour en concevoir un seul peut parfois devenir une éternité si l’on souhaite intégrer minutieusement tous les détails.

Avec la vulgarisation des nouvelles technologies, il est maintenant possible de créer rapidement des prototypes efficaces. Les techniques d’impression 3D en ligne sont par exemple très adaptées pour le faire. De même, comme expliqué ci-dessus, il est presque impossible de concurrencer l’impression 3D en ce qui concerne la complexité géométrique. Les possibilités de design qu’elle offre sont infinies ! De plus, elle fait le job en moins de deux.

Par ailleurs, les gabarits peuvent évoluer grandement, notamment pendant la phase de prototypage. Avec une imprimante 3D, il est possible de modifier de façon très flexible la taille d’un prototype, et ce, en un temps record. Ainsi, l’impression tridimensionnelle se présente aussi comme une aide à la communication. À chaque étape d’une chaîne d’innovation, vous pouvez concevoir rapidement un prototype pour le présenter aux investisseurs. En effet, présenter de simples plans ou des modèles 3D virtuels est moins professionnel que de présenter la maquette physique d’un objet.

Avec l’impression 3D, les tests fonctionnels deviennent un jeu d’enfant

Dans le monde de l’industrie et de l’ingénierie, les tests sont d’une importance capitale pour la validation des projets. Cette étape est généralement longue et assez coûteuse si elle est réalisée avec les méthodes traditionnelles. Solliciter les services d’un imprimeur 3D professionnel vous permet par contre de valider facilement le montage complet, mécanique et fonctionnel de votre projet. Cette validation concerne des éléments comme :

  • Les emboîtements ;
  • Les clipsages ;
  • Les visseries…

Quelle que soit la complexité des tests à réaliser, il vous suffit d’associer une imprimerie 3D fiable comme TH INDUSTRIES à votre projet et le tour est joué. Vos tests pourront être réalisés en un temps record et surtout à moindre coût.

La réduction drastique des délais et des coûts d’ingénierie

Le saviez-vous ? Depuis quelques années, on considère désormais l’impression 3D comme une révolution industrielle à part entière. Certains la qualifient même de technologie de rupture.

Outre les avantages de la fabrication additive en ce qui concerne la rapidité, la flexibilité et la liberté des formes, ce procédé permet également de réduire les coûts de façon significative. Toutes les solutions qui permettent de faire des économies sont bonnes à prendre, n’est-ce pas ?

Concrètement, l’impression 3D vous autorise à être très rapide sans perdre en efficacité. Elle permet d’ajuster les prototypes à la demande. De même, elle encourage la suppression de plusieurs étapes du Supply chain traditionnel (approvisionnement, stockage, distribution…) en faisant recours à :

  • Un seul outil ;
  • Un seul appareil ;
  • Un seul technicien…

Effectivement, vous devriez auparavant solliciter plusieurs techniciens spécialisés pour mener à bien l’intégralité du processus de conception d’un produit. Aujourd’hui, une seule personne spécialiste des technologies d’impression 3D suffit pour prendre en charge avec brio tout le processus.

Dans l’industrie du logement par exemple, le pouvoir révolutionnaire de l’impression 3D a été démontré à maintes reprises. Il est possible de réaliser facilement une maison imprimée en 3D en seulement 24 heures, à moindre coût et de façon efficace.

Réfléchissez aux possibilités que cela offre. Il vous suffit de sélectionner le site où vous voulez construire un logement. Dès que les matières premières sont mises en place, l’utilisation d’une imprimante 3D permet en une seule journée de construire l’édifice. Ce sera comme si la maison sortait de terre par magie ! Le coût énorme et l’obstacle de la logistique du transport de pièces et de matériaux de construction des usines vers le site de construction sont presque entièrement éliminés.

Comparez cela au coût d’un projet de construction traditionnel et au temps de construction de six ou sept mois auquel l’industrie est habituée. Vous comprendrez alors l’étendue des perturbations potentielles (heureusement positives) que la fabrication additive apporte à l’industrie.

La réduction du temps de mise sur le marché des produits grâce à une imprimante 3D

En dehors de l’industrie de la construction, l’impression 3D permet de réduire les délais et de réaliser des économies massives en termes de coût de main-d’œuvre et de matériaux dans plusieurs autres secteurs. Dans l’univers de l’industrie manufacturière par exemple, ce procédé permet de réduire grandement le temps de mise sur le marché des produits.

Il est facile de produire rapidement et de personnaliser de petites et moyennes séries d’articles. Les concepteurs développent des idées grâce à un logiciel de modélisation 3D. Ces conceptions sont ensuite envoyées à l’impression 3D après la création des prototypes fonctionnels et la réalisation des tests.

Tout le processus ne demande que quelques jours. Or, il aurait fallu plusieurs semaines si l’on utilisait les méthodes traditionnelles. Ainsi, en adoptant l’impression 3D, vous êtes certains de ne pas vous faire devancer par la concurrence. De la même manière, si vous êtes nouveau dans votre secteur, faire copain-copain avec la fabrication additive vous permettra de vous démarquer très rapidement.

La multiplication des matériaux d’impression 3D offre plus de possibilités dans le monde industriel

Les applications industrielles de la fabrication additive sont très exigeantes. C’est pour cela qu’il est important de choisir le matériau le plus adapté à ses besoins. Si autrefois, les matériaux utilisés en impression 3D étaient limités, aujourd’hui, il en existe une multitude. Cela accroît les possibilités de fabrication dans le secteur industriel. En pratique, on peut classer les différents matériaux utilisés en impression 3D dans 4 grandes familles à savoir :

  • Les plastiques ;
  • Les métaux ;
  • Les céramiques ;
  • Les matières organiques.
impression3D

Dans la famille des plastiques, le PLA (acide polyactique) est le matériau le plus répandu pour l’impression 3D. Il est adapté aux applications visuelles. Simple à utiliser, le PLA plastique est le matériau recommandé pour ceux qui débutent en impression 3D. On obtient ce matériau à partir des matières comme l’amidon de maïs. C’est donc l’idéal pour réaliser une bio impression.

Outre le plastique PLA, il existe aussi le plastique ABS (acrylonitrile butadiène styrène) et le PET (polytéréphtalate d’éthylène) ainsi que les polyamides (PA) et les résines. En fonction des caractéristiques de ces plastiques, on préférera l’un à l’autre selon ses besoins. Vous pouvez vous fier à l’expertise d’un imprimeur 3D comme TH INDUSTRIES pour vous guider dans le choix des matériaux à utiliser.

Quant aux métaux, on peut citer l’aluminium, l’acier inoxydable, le titane, le cobalt-chrome et les métaux précieux (or, argent, bronze et platine). Les matières organiques les plus utilisées sont le bois, les matières alimentaires, les cires et les tissus biologiques.

La matière de base utilisée dans les procédés industriels d’impression 3D peut être surtout sous forme de poudre, de liquide, de fil ou de ruban. Elle est mise en forme grâce à une source de chaleur, une découpeuse laser, des rayons UV… Le processus de mise en forme peut alors être physique (fusion 3D puis solidification) ou chimique (polymérisation ou réticulation).

Bien qu’on puisse utiliser tous les matériaux sus-cités, il convient de faire une nuance. Il est possible de concevoir grâce à l’impression 3D un objet avec un seul matériau. On peut également assembler des pièces construites avec différents matériaux. Cependant, le procédé n’est pas encore à un niveau où l’on peut imprimer un objet aussi complexe qu’un iPod par exemple. Peut-être pourra-t-on savoir le faire dans quelques décennies ? Voilà qui laisse envisager quelques perspectives intéressantes !

En conclusion, on retient que ce qui est si révolutionnaire avec l’impression 3D dans le milieu industriel, c’est que son potentiel n’est pas limité par l’imagination de son utilisateur. Si les années précédentes nous ont appris quelque chose, c’est que les barrières qu’érigent parfois les matériaux et les tailles des structures à concevoir ne sauraient s’appliquer à la fabrication additive.

Des engins spatiaux aux voitures et à la nourriture, en passant par les maisons, l’industrie n’est pas seulement en train de préparer une révolution. Elle est déjà en proie à cette transformation radicale, car les changements sont désormais palpables.

Si vous voulez en savoir plus sur l’impression 3D voici un autre blog tout aussi intéressant : L’impression 3D en industrie c’est quoi?

Dominique Droniou

Dominique Droniou

Après avoir écumé de nombreux site web, posts réseaux sociaux, bref la toile entière, me voici face à LA machine de mes rêves. Unique en France (remettez-vous dans le contexte on est en 2014) la A2 de chez 3NTR.Unique en son genre, triple extrudeur, capacités 620x330x500 mm, chambre chauffée, bref, imaginez-vous devant une Ferrari ou une moto ! 9 mois après elle arriva ! Une vraie bête de course, difficile à prendre en main, mais une fois maitrisée je produisais des pièces de dingue.J’en ai eu jusqu’à 8 en 3 ans ! Maintenant je n’en ai plus que 4. Le temps passe et la concurrence arrive.On possède maintenant environ 40 machines (de différentes tailles, avec toutes des capacités différentes), ça va ça vient. Notre métier a bien changé comme expliqué dans notre précédent article sur le métier d’imprimeur 3D.Lire la suite...

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