Au salon 3D Print, le concept de l’usine distribuée progresse dans la fabrication additive

Une production plus flexible, réalisée au plus proche du point d’utilisation. Ce graal de la fabrication additive se rapproche de plus en plus des applications concrètes. Sur le salon 3D Print Paris, qui s’est tenu les 20 et 21 octobre, la production « distribuée » - basée sur un réseau de cellules de production interconnectées - commence à prendre ses marques dans l’offre des constructeurs de machines et des développeurs de logiciels.

« La crise sanitaire a eu l’effet d’un coup d’accélérateur, explique un exposant sur le stand du constructeur de machine allemand EOS. Les industriels ont pris conscience de la fragilité de certaines chaînes d’approvisionnement et des faiblesses de la production traditionnelle. »

Avec la numérisation toujours plus grande du workflow des usines, les industriels se mettent à rêver de petites unités de production connectées, et surtout capables de produire de pièces parfaitement calibrées à l’autre bout du monde. Stockées dans le cloud, les données de l’usine viendraient piloter ces îlots de machines, assurant ainsi la répétabilité du procédé.

Lancer une production sur des sites éloignés

« Cette notion de production distribuée est l’un de nos objectifs, a expliqué lors d’une table ronde Jonathan Moulin, spécialiste de la fabrication additive pour l’industriel Vallourec. C’est un concept séduisant car il permet d’éliminer les coûts liés à la gestion des stocks et d’avoir un catalogue de pièces 100% numérique. Mais les verrous technologiques sont encore nombreux pour avoir des solutions adaptées aux enjeux industriels. » Les choses s’accélèrent, cependant.

Le constructeur d’imprimantes allemand EOS, spécialiste de la fusion métal et polymère présent sur le salon 3D Print Paris, met en avant sa capacité à numériser les données de production, de les intégrer au workflow de l’usine et de les envoyer à des unités de production éloignées. « Jusqu’à présent nos machines de dernières générations reposaient sur l’intégration de davantage de lasers, sur plus de puissance ou sur des chambres d’impression de plus grandes dimensions. Aujourd’hui, l’architecture logicielle qui accompagne ces machines, ainsi que la possibilité d’automatiser les tâches, sont des arguments tout aussi importants, explique-t-on sur le stand d’EOS. »

Les dernières machines du constructeur, comme la EOS M 300-4 dédiée à l’impression métal, font la part belle à l’acquisition des données de production. Ces informations sont collectées par le logiciel EOSConnect qui s’intègre ensuite dans les systèmes MES (Manufacturing Execution System) et ERP (Entreprise Ressource Planning) de l’entreprise. Cet outil logiciel donne un accès aux données des capteurs intégrés aux machines pour surveiller à tout moment la qualité de la production.

Une application, MachinePark, permet de contrôler à distance l’ensemble des équipements de production, ainsi que des robots installés pour décharger automatiquement les plateaux d’impression. Lorsqu’une production est lancée à distance, le logiciel de contrôle des machines EOSystem configure automatiquement l’impression pour assurer la répétabilité du processus. Début septembre, EOS a collaboré avec Boeing pour faire la démonstration d’une production distribuée entre l’Australie et l’Amérique du Nord. Une « avancée majeure », selon le constructeur.

Des MES dédiés à la fabrication additive

De son côté, la société belge Materialise, développeur d’une suite logiciel (Magics 3D Print Suite) dédiée à la préparation de l’impression, devrait ajouter prochainement une corde à son arc avec l’acquisition de la société américaine Link3D, concepteur d’un outil de MES dédié à la fabrication additive. Le rapprochement entre les deux sociétés, encore au statut « d’option d’achat », devrait être officialisé en novembre à l’occasion du salon allemand Formnext. Les deux groupes étaient cependant présents sur le même stand à l’occasion de 3D Print.

Le logiciel de Link3D, en se connectant via des API aux machines d’impression, permet de planifier et de surveiller à distance la production. Les deux sociétés travaillent à mettre en place des synergies entre la suite Magics 3D Print et le MES de Link3D. L’objectif est de pouvoir offrir aux industriels des solutions pour travailler dans des environnements de plus en plus complexes et distribués. « C’est un sujet que nous suivons de très près, souligne Amaury Joly, ingénieur spécialisé dans l’impression métal chez Materialise. Il y a une demande forte de la part des industriels pour connecter davantage leurs ilots de fabrication additive. La flexibilité de la production est devenue un argument majeur ». Les logiciels sont compatibles avec le protocole OPC-UA pour permettre la communication avec les machines.

Assurer la traçabilité et la répétabilité

Dassault Systèmes, via sa plateforme 3DExperience, propose également des solutions couvrant l’ensemble des étapes de production : du fichier CAO à la mise en production, en passant par la simulation d’impression. « Notre logique est d’assurer une continuité numérique parfaite tout au long de la chaine de la fabrication additive, explique Jean-Marc Cauzac, expert production chez Dassault Systèmes, avec pour objectif la traçabilité et la répétabilité du process. » Dassault Systèmes a mis en place un MOM (Manufacturing Operating System), où chacun de ses logiciels est une brique technologique.

C’est un véritable jeu de poupées russes : Catia, le logiciel dédié à la CAO communique ainsi avec Delmia, outil de préparation à l’impression, qui lui-même envoie des données à Simulia, pour prédire la qualité des pièces. Enfin, l’ensemble de ces données sont intégrées dans Delmia Apriso, la solution MES de Dassault Systèmes. « Grâce à Apriso, l’industriel peut planifier sa production sur différents sites, avec exactement les même paramètres de production en fonction des pièces, de la matière et des outils de production », pointe Jean-Marc Cauzac. Pour permettre cette communication entre les sites et assurer la sécurité des données, Dassault Systèmes mise sur son propre cloud via sa filiale Outscale.

Protéger le réseau

La sécurité des échanges est naturellement un sujet majeur de l’usine distribuée. Sur le salon 3D Print, la société Viaccess Orca (VO) présentait ses solutions pour l’industrie connectée. Cette filiale d’Orange, spécialisée à l’origine dans les systèmes de chiffrement pour la télévision payante, propose désormais son savoir-faire pour les îlots de production. Il permet de contrôler l’accès aux machines.

La société travaille en partenariat avec la jeune pousse bordelaise Handddle qui développe actuellement des micro-usines connectés et facilement déployables. Reposant sur l’intégration de nombreux capteurs pour surveiller la production en temps réel, elles s’intègrent à l’environnement numérique de l’entreprise grâce à des API. La société, qui a récemment exposé son deuxième prototype sur le salon Siane à Toulouse, a été nommée pour le prix de la start-up du salon 3D Print.

Sélectionné pour vous

[Reportage] Comment le CEA-List développe les contrôles non destructifs de demain

Les contrôles s’adaptent à la fabrication additive

Hoffmann Green Cement Technologies inaugure la première cimenterie verticale au monde