Le prototypage rapide aux portes du grand public

La fabrication rapide directe de prothèses pour les différentes parties du corps humain connaît un développement accéléré.
© Mirel Scherer

DIAPORAMA  Euromold 2009 - Une vraie machine de prototypage pour moins de 3000 euros et de nombreuses solutions pour fabriquer directement des pièces pour le médical, l’automobile, l’aéronautique… Le salon qui s’est déroulé début décembre à Francfort a permis de déceler les signes précurseurs sur ce que sera la fabrication de demain.

Plusieurs tendances ont émergé au salon allemand de solutions pour la fabrication des nouveaux produits. Constatons tout d’abord, la présence en Europe, désormais écrasante, des moulistes chinois. Les chiffres parlent toujours mieux qu’un long discours : 31,4 % des exposants étrangers (536 sur un total de 1354 venus de 37 pays) étaient chinois, soit 168 sociétés venues de l’empire du Milieu. Les entreprises françaises occupaient la seconde place avec… 10% des 541 exposants étrangers. Heureusement pour les moulistes européens, leurs homologues chinois ont encore des progrès technologiques à faire. « Ils ne sont pas tous équipés de solutions CFAO (conception et fabrication assistées par ordinateur) de dernière génération », confirme Dominique Laffret, vice-président de Missler Software chargé de la coopération internationale. « Alors, de nombreux moulistes chinois nous ont consulté au salon, car ils en ont assez de perdre des commandes à cause de la mauvaise qualité des pièces qu’ils fabriquent. »

Automatiser pour prendre les chinois de vitesse

Pour garder leur avance, les moulistes européens n’ont qu’une seule parade : automatiser toute la chaîne. La solution existe sous la forme d’une cellule de fabrication comme celle qui était à l’honneur dans le hall 8 et qui regroupait tous les équipements (réalisée avec le concours de l’Institut de matériaux et de process de Karlsruhe) nécessaires pour réaliser le moule désiré. A savoir : les logiciels de Cimatron pour la conception de la pièce et du moule ainsi que  la programmation d’usinage et le contrôle de la cellule ; des systèmes de fixation de la pièce à usiner ; des centres d’usinage à grande vitesse 3 et 5 axes (OPS-Ingersoll Hawk 550, Exeron HSC 300) pour usiner les pièces en acier et les électrodes ; des machines à mesurer 3D pour les contrôles en ligne ; un équipement de nettoyage et de séchage automatique des pièces, des outils et des électrodes (Zimmer&Kreim) ; une machine d’électroérosion par enfonçage (Zimmer&Kreim) ; un robot linéaire pour charger et décharger les palettes (Chameleon de Zimmer&Kreim). Cet outillage en main, on peut dès lors concurrencer efficacement les coûts de fabrication des moulistes chinois.

Un autre moyen pour réduire les coûts et les délais, peut être aussi d’utiliser les équipements de fabrication additive (FA) pour produire directement des pièces dans la bonne matière. Une démarche qui est de plus en plus utilisée par les entreprises. « Les entreprises utilisatrices des équipements de FA que nous avons consulté lors d’un récent sondage estiment que plus de 50% de leur production sera assurée par ces solutions d’ici dix ans », indique Terry Wohlers, président du cabinet américain éponyme.

Thierry Dormal du centre technologique belge Siris, un des meilleurs spécialistes mondiaux de la fabrication rapide, confirme. « Il est tout à fait normal d’exploiter à fond le potentiel de ces équipements capables de traiter des matériaux différents », explique-t-il. « Notre centre est impatient d’essayer la machine d’Irepa Laser, pour ces applications. C’est vraiment le nec plus ultra de la fusion métal laser. »

Une fabrication d’éléments fiables

Les équipements et les matériaux ne cessent ainsi de se perfectionner, en précision et en vitesse de fabrication.
Il suffisait de constater à Euromold l’ampleur prise par le développement de solutions pour la fabrication des prothèses médicales : pas un seul constructeur de machine qui se respecte comme EOS, Arcam, 3D Systems, Realizer… n’a manqué l’occasion de montrer dans une vitrine spéciale son savoir-faire dans ce domaine. Realizer est même venu avec une première mondiale : une machine de bureau capable de fabriquer des prothèses dentaires par fusion d’alliage de cobalt-chrome.

Arcam annonce lui, la livraison prochaine de quatre machines de fusion métallique EBM au constructeur aéronautique italien Avio qui fabriquera des turbines de moteurs d’avion en titane aluminite. En toute sécurité, ce qui pour l’aéronautique n’est pas un vain mot. Ce qui remplacera les alliages à base nickel et permettra d’alléger les pièces. « Nous allons ainsi transférer ce processus de fabrication additive de la recherche à la production », précise Giorgio Abrate, vice-président développement d’Avio.

A ces développements s’ajoute celui de l’Institut Laser Fraunhofer (ILT) d’Aix-la-Chapelle, un équipement indispensable qui assure le polissage des pièces réalisées par fusion métallique. Cinq à dix fois plus rapides que le polissage manuel, l’opération est réalisée avec une précision de 50 nm (5 nm avec le polissage manuel). Mais son grand atout c’est la réplication, impossible à réaliser manuellement. Ce centre d’usinage sera industrialisé par le constructeur allemand Arnold et coûtera de 250 000 à 300 000 euros.
Ces évolutions changeront sans doute le modèle économique des entreprises qui utilisent ces moyens, leur mode de distribution de produits ainsi que la logistique.

Réaliser ses pièces chez soi

Autre tendance forte: l’apparition de premières machines destinées au grand public. Telle que la machine  Extru 3D commercialisée en kit pour moins de 1000 euros par Multistation. Mais aussi et surtout l’imprimante 3D SD300 Pro de Solido qui a provoqué la surprise au salon de Francfort. Cette machine fabrique des pièces par laminage d’un PVC et l’assemblage avec une colle maison avec une précision de +/-0,1 mm sur les axes X et Y et une épaisseur de couches de 0,168 mm. Son point fort : son prix similaire à celui d’une imprimante classique.

Trois packages sont proposés : à 2950 euros (12950 avec les consommables, dont 256 kg de matériau), 3950 euros (9950 euros pour la solution complète) et 5950 euros (7950 euros pour la solution complète). Soit comparé à ce qui existe sur le marché, le coût le plus réduit par kg de matériau. Selon Vic Leventhal, directeur de Solido, « le prix de la machine pourra encore baisser au fur et à mesure de sa démocratisation. » Une stratégie qui semble gagnante, car elle a reçu l’appui de noms aussi prestigieux que, Scott Harris, cofondateur de SolidWorks ou de Jason Barzilay, fondateur de Packard Bell Computers…

Mirel Scherer