La Fabrication additive et ses nouveaux défis

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Un nouvel article pour vous faire découvrir l'univers de l'impression 3D :)
Fabrication additive et nouveaux défis

Des brevets d’idées sur des procédés bi-photoniques de polymérisation ont d’abord émergé dans les années 80 afin de réaliser des objets complexes mais Jean-Claude André et Alain Le Méhauté ont su montrer la voie du développement de la polymérisation par la lumière ultraviolette de couches successives déposées.

Amen !  Ainsi, naquit la fabrication additive.

Au départ, le procédé n’était qu’une démonstration jusqu’à ce que la magie opère pour laisser place à son aspect révolutionnaire.

Tout était déjà en place et le show ne faisait que commencer.

La cible, au départ, était le prototypage rapide lié à la réduction des étapes entre la conception et la réalisation, pour son caractère disruptif comme disait l’autre.

Puis, le domaine s’est engagé au fur et à mesure vers la production de pièces fonctionnelles pour développer des procédés de fabrication de pièces en céramiques ou en métaux.

Les cibles sont connues :

  • Elements réalisés dans des zones confinées (marine, espace…)
  • La réparation (Fab-Labs)
  • Le re-design de pièces industrielles

Tout aussi porteuse que soit ces niches, l’industrie 4.0 représente encore une association de technologies au rendement méconnu. Ainsi, nous vous proposons dans cet article, de découvrir quels sont les nouveaux défis de la fabrication additive ?

 

Les secteurs et les matériaux pour lesquels les technologies sont le plus avancé

 

Suite aux premiers balbutiements lors des années 80, toutes les cibles ont été couvertes :

  • Prototypage
  • Médecine
  • Pièces fonctionnelles

En effet, les technologies 3D ont privilégié la bonne matière à une fonctionnalité spécifique.

Impression 3D

Dans un premier temps, ce sont les polymères qui ont été utilisés, et au fil du temps, nous avons migré sur l’usage des métaux se développant de façon exponentielle pour mettre en lumière l’usage d’objets complexes directement utilisables ou dans le cadre de réparations.

La production d’objets en multi-matériaux n’en est encore qu’à ses esquisses, toutefois ces derniers pourraient être synonymes d’une nouvelle aventure industrielle significative si l’état de surface des pièces répond à la demande.

 

Les implications sur la société et l’environnement : Que prévoir si les procédés de la Fabrication Additive FA se démocratisent dans l’industrie et auprès du grand public ?

 

Dans l’imagination et dans le phrasé, la méthode de fabrication additive ne représente pas moins qu’un ensemble de procédés à mettre en place. C’est plutôt réducteur ! Certains l’assimilent à la photocopieuse 3D…

En réalité, le concept est bien plus élaboré. Tout d’abord, réaliser un objet soi-même demande un certain savoir-faire :

Imprimante 3D

  • La réalisation du support
  • Le suivi de la découpe
  • L’objet en tranches
  • La préparation de la machine
  • La réalisation de l’objet et la vérification de la conformité à l’objectif
  • Le nettoyage de la machine et de la pièce
  • La récupération de la matière non utilisée

 

 

 

Cette activité est heureusement soutenue par de nombreux Fab-Labs et permet de démocratiser la technologie par un abaissement des coûts des machines. Toutefois, l’industrie utilise ces procédés 3D de manière professionnelle.

Dans ce cas, où se pose l’inconnue me direz-vous ?

Et bien, dans l’aspect durable des technologies de modèles 3D mettant en exergue les risques pour les opérateurs en termes de nuisances olfactives, pollutions chimiques et de la recyclabilité des matières et des objets.

 

Quel est le travail des chercheurs ? A quoi devons-nous nous attendre comme prochaines évolutions, inventions ?

 

Les chercheurs continuent de travailler sur le plan de route établis dans les années 80. C’est-à-dire : l’évitement des retraits, les déformations… Ce n’est que le début !

D’autres études sont encore à mener, notamment sur le couplage entre procédés et matériaux. On voit des activités, très innovantes se développer dans le domaine des logiciels de création de pièces, de procédés hybrides. La recherche peut encore voir devant elle !

4D printing

En termes de nouvelles tendances, voici ce qui se dessine :

  • L’impression 3D sans passer par l’étape des couches
  • Le 4D printing
  • Le bio-printing qui est une forme de 4D avec le processus de fabrication en tissus biologiques

Ces dernières représentent des marchés potentiels considérables.

 

Y a-t-il un blocage pour passer du simple au complexe ?

 

« Keep it simple ». C’est ce qu’il était possible de dire dans les années 80, avec une preuve de concept validée en quelques jours.

Aujourd’hui, les recherches poussées donnent lieu au principe de complication en faisant mélanger des disciplines scientifiques parfois disjointes en référence au bio-printing.

On note une dualité entre l’émergence des nouvelles idées aux technologies robustes avec des prises de risques difficiles à appréhender. Vous me suivez toujours ?

Cela veut dire qu’il est difficile de passer du simple au complexe quand on sait également que l’approche des chercheurs dans l’atteinte d’un objectif complexe ne correspond que partiellement aux profils de ces derniers qui ne disposent pas forcément de connaissances approfondies mais plus d’une culture spécialisée.

Difficile la vie d’artiste…et dans ce cas celle des chercheurs J

 

Les risques de la non émergence de ces nouvelles niches technologiques

 

Comme nous avons pu le constater précédemment, la technologie 3D a un potentiel de développement par l’amélioration des modèles et des matériaux ou systèmes encore non optimisés.

Traduction : il est possible que cette dernière empêche l’émergence de nouvelles niches, à commencer par :

  • La fuite des personnes déjà formées, privilégiant la production ou la vente/conseil.
  • Des formations supérieures, trop portées sur l’aspect créatif
  • Une disparition constante des activités de recherche en France et en même temps peu de personnes formées dans ce domaine.
  • Un positionnement à re-déterminer par la vision académique : Est-ce vraiment de la Recherche ?
  • Un faible soutien aux opérations à risque résultant la plupart du temps à la publication de preuves de concept.

 

La fabrication additive a un succès indéniable. Toutefois, la question sur la visibilité du futur donne la sensation d’une crainte voire d’une angoisse généralisée de ne pas assister à l’émergence du nouveau pour la société.

S’il existe un minimum de conviction, il est envisageable de surmonter les limites d’un système que l’on connaît. Nul ne peut prédire s’il sera possible de réaliser son clone à partir de son ADN par bio-printing mais le nombre de niches à potentiel existant est envisageable dans un monde en exploration.

Cet article est maintenant terminé. J’espère qu’il vous aura apporté des éléments de réponses ? Nous continuerons de suivre l’évolution de la fabrication additive et serons ravis de vous partager notre analyse.

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