L'impression 3D veut jouer dans la cour des grands

Absence de moule, réduction de l’assemblage, liberté de formes… La fabrication additive n’a pas à rougir de ses atouts. Ni de ses temps de cycle qui ont été bien revus à la baisse. Aux plasturgistes de l’employer à bon escient…

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L'impression 3D veut jouer dans la cour des grands

« On ne fabriquera vraisemblablement jamais une Twingo en impression 3D », considère d’emblée Sébastien Pillot, expert en fabrication additive au Cetim Certec, le Centre de ressources technologiques Mécanique et matériaux. Effectivement, si la fabrication additive n’est plus uniquement réservée au prototypage, elle n’est pas non plus en passe de piquer la vedette à ses concurrents directs. « Il existe des possibilités industrielles pour l’impression 3D. Cela nécessite que les clients acceptent que les matières plastiquesdisponibles n’aient pas exactement les mêmes propriétés qu’avec des procédés traditionnels ou que le rendu final ait un aspect généralement plus rugueux, même si des procédés d’amélioration peuvent être utilisés », synthétise Julien Bajolet, expert en fabrication additive au Centre technique Industriel de la Plasturgie et des Composites, IPC. Avec l’amélioration de ses techniques et procédés de fabrication, elle fait de plus en plus figure de solution alternative lorsque les méthodes de fabrication classiques ne sont pas jugées favorables sur les plans techniques ou financiers, particulièrement dans le domaine des polymères. « 73 % du marché de l’impression 3D est détenu par les polymères, contre 27 % pour le métal », confirme Julien Bajolet.

Une alternative porteuse…

Assez naturellement, l’impression 3D prend peu à peu place dans des secteurs où la fabrication en petites séries est légion, comme l’aéronautique ou le ferroviaire. « Elle permet de s’affranchir de la conception du moule et des délais associés », argumente Sébastien Pillot. Elle a ainsi embarqué à bord des avions d’affaires Falcon, ayant servi à la réalisation du crochet dont se sert le pilote pour accrocher sa veste. Alstom l’a également employée pour produire certains éléments des pupitres de contrôle de ses tramways. La customisation de masse vient elle aussi donner la part belle à l’impression 3D. Permettant de concevoir des pièces personnalisables à souhait, elle compte déjà quelques applicatifs dans le milieu médical, avec les guidages de coupe adaptés à chaque patient pour réduire les temps d’interventions chirurgicaux, les orthèses pour l’apnée du sommeil ou encore les gouttières d’orthodontie. Dans un autre domaine, une entreprise ferroviaire a fait réaliser des outils ultra-personnalisés en impression 3D pour réduire le temps alloué aux opérations de maintenance. Depuis, elle économise cinq cents heures de travail par mois pour deux opérateurs. C’est aussi dans l’optique de se simplifier la tâche que Seb y a recours pour la réparation des pièces détachées. C’est parfois le design attendu qui conduit à la fabrication additive. Preuve en est avec Chanel qui lance son nouveau mascara Volume Révolution pourvu d’une brosse imprimée en 3D. « Sa forme spécifique n’aurait pas pu voir le jour avec des techniques de production classiques », indique la marque. En juin, une chaîne de production constituée de six machines à frittage de poudre a été installée pour produire 50 000 brosses par jour, soit jusqu’à un million par mois. Même constat pour une grande marque de champagne qui, après avoir fait appel à un designer de renom pour réaliser un packaging artistique exclusif, ne trouvait aucune solution technique pour le fabriquer. Avec la technologie de frittage de poudre polyamide et un parachèvement manuel, son partenaire Volume-e réalisait la pièce finale en un seul essai, reproductible en dix exemplaires. En 2015, c’est même Adidas qui dévoilait ses premières chaussures imprimées en 3D. « Employer l’impression 3D doit avoir du sens, c’est-à-dire qu’il doit pouvoir se justifier par une forme spécifique, par une volonté de réduire le nombre de pièces à assembler ou par un besoin de "customisation" », met en garde Julien Bajolet. D’autant que son coût d’entrée est loin d’être symbolique, surtout pour une production en série. « Il faut compter entre 200 000 et 700 000 euros pour une machine de frittage de poudre polyamide », donne en exemple Sébastien Pillot.

… à manier avec précaution

Et que son retour sur investissement peut être freiné par des séries qui se limitent le plus souvent à quelques centaines voire quelques milliers d’exemplaires. « Au-delà de mille pièces, il faut se poser la question de la viabilité économique de l’impression 3D, le coût de production unitaire restant constant », rappelle Sébastien Pillot. La taille de la pièce à produire peut aussi constituer un handicap. « La fabrication additive se prête plutôt aux petites dimensions, sauf pour du prototypage », commente Julien Bajolet. L’échantillon de matières plastiques disponibles également. « On compte une dizaine de plastiques en version 3D industrialisée contre des centaines en injection », précise Sébastien Pillot. A l’avenir, tout porte à croire que le prototypage va rester un marché porteur pour l’impression 3D. La productivité des machines d’impression 3D allant en s’améliorant, ce moyen de production devrait prendre de l’essor. « Et même grignoter quelques parts de marché sur des moyennes séries, les grosses séries restant la panacée de l’injection », anticipe Julien Bajolet. En clair, avant de se positionner sur cette activité parallèle, il convient de réfléchir à une stratégie pérenne. Pour réduire le niveau de risques, il est recommandé d’investir dans une machine d’impression 3D à faible coût plutôt destinée au prototypage (à partir de quelques milliers d’euros) pour appréhender son potentiel. Puis décider de se spécialiser sur une ou plusieurs technologies. « Le dépôt de fil peut être adapté aux matières amorphes ou pour réaliser des prototypes, le frittage de poudre paraît indiqué pour les séries en polyamide, la stéréolithographie aux thermodurcissables », illustre Julien Bajolet. Il est également possible d’externaliser cette partie à un partenaire de confiance.

Fanny Perrin d’Arloz

Crédit photo : Alexis Che?zie?re

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