Ces dernières années, la fabrication additive a franchi un cap important. Elle a quitté l’univers des fablabs et du prototypage rapide pour s’établir en tant qu’outil de production à part entière. L’année 2021 a marqué une étape cruciale pour la filière française, avec le lancement en septembre d’un plan national pour l’impression 3D. Porté par de nombreux acteurs, il vise à accélérer la détection des besoins et favoriser l’adoption des technologies additives dans l’industrie. Pour multiplier ses applications encore peu nombreuses dans ce secteur, l’impression 3D travaille à élargir ses possibilités.
« Les procédés aujourd’hui les plus matures ne répondent pas à tous les besoins industriels », explique Mathilde Berchon, la fondatrice de la société de conseil en fabrication FuturFab et auteure du Grand Livre de l’impression 3D (Eyrolles, 2020). La fabrication additive s’est répandue dans l’industrie grâce à deux techniques : le dépôt de fil de polymère fondu (FDM) et la fusion laser sur lit de poudre métallique (SLM).
La première a longtemps été l’apanage des bureaux d’études et des « makers », tandis que la seconde, considérée comme l’une des plus matures pour la production de pièces métalliques, a trouvé des applications dans plusieurs secteurs. Elle monte en puissance dans l’aéronautique et le spatial pour des pièces à très haute valeur ajoutée. Mais si ces deux procédés possèdent des qualités reconnues par les industriels, ils comportent également de nombreuses contraintes concernant les spécificités des pièces et le coût de fabrication. Cela limite souvent leur usage à des applications de niche dans l’industrie.
Vaste famille de procédés
Cependant, le domaine de la fabrication additive n’est pas circonscrit à ces deux procédés. Il constitue aujourd’hui une vaste famille de technologies aux TRL (Technology readiness level, indicateur mesurant la maturité d’une technologie, de la découverte scientifique au produit) très divers. « Le FDM et le SLM sont la partie visible de l’iceberg, souligne Jean-Daniel Penot, le responsable du département de recherche et d’innovation du Cesi et membre du bureau de l’association France Additive. De nombreuses autres technologies liées à l’impression 3D cherchent leurs marques et arriveront bientôt à maturité. »
Ces innovations visent à repousser encore un peu plus les frontières de ce mode de production pour se rapprocher des besoins industriels. Grandes dimensions ou fabrication à l’échelle nanométrique, réparation ou élaboration – sans support – de conceptions inédites, ces technologies dessinent un futur où chaque application disposera d’un procédé de fabrication additive spécifique.
De façon surprenante, ces concepts s’inspirent souvent de techniques traditionnelles, détournées de leurs usages pour créer de nouvelles approches. « C’est le cas du soudage avec la technique de dépôt de fil métallique par arc-fil (Waam) ou le procédé Meld, dérivé du soudage par friction-malaxage, met en avant Pauline Le Borgne, la responsable de la plateforme Additive Factory Hub, pilotée par le Centre technique des industries mécaniques (Cetim). Cela a pour avantage de faire débuter l’industriel en terrain connu, même si la route est souvent longue pour comprendre toutes les facettes de ces mécanismes. »
Le soustractif s’allie à l’additif
Par ailleurs, l’hybridation avec les procédés soustractifs n’est plus taboue. « Pendant longtemps, la norme était de tout faire en additif et d’opposer cette technologie aux procédés traditionnels, déplore Jean-Claude André, co-inventeur de la première imprimante de stéréolithographie. C’était une forme de snobisme ! » La création d’ébauches en additif, nécessitant des reprises d’usinage, est une approche explorée pour élaborer des conceptions innovantes et réduire la quantité de matière consommée.
Certains procédés restent encore à inventer, comme dans le domaine de la bio-impression. Si l’élaboration de tissus simples est désormais possible, les chercheurs travaillent sur des productions plus complexes, capables de reproduire fidèlement des tissus ou organes humains. Un nouveau cap.
