L'Imprimante 3D
En quoi cette technique de fabrication additive peut-elle révolutionner l'industrie d'aujourd'hui à l'instar de la mécanisation par le passé ?
III) apport de l'imprimante 3D dans l'industrie
On l’a vu, les domaines d'utilisation de l’imprimante 3D sont variés et les imprimantes pour chacun d’eux tout autant. Cependant que peut-elle réellement apporter à l’industrie mondiale du XXI ème siècle ? Pour développer cette problématique, deux enquêtes ont été réalisées auprès de deux gérants d’entreprises, l’un dirigeant une industrie utilisant des procédés industriels classiques, et l’autre à la tête d’une entreprise ayant récemment investi dans une imprimante 3D. S'en suivra un entretien avec Marc DELMON : Chef de projet et Innovation en charge de l'imprimante 3D d'Auriplast, une entreprise française de plasturgie filiale du pole Qualipac du Groupe Pochet basée à Aurillac dans le cantal. Cet entretien viendra finaliser notre réflexion en apportant des précisions d'ordre économique contrairement à l'enquête menée auprès de la société Osmose Impression et Communication où l'on va s'intéresser à une technique en particulier : le frittage de poudre et projection de liants.
a: L'entreprise Cantal Mécanique outillage
présentation
En tant qu’entreprise usant des procédés industriels, l’entreprise Cantal Mécanique Outillage nous servira d’exemple. Cantal Mécanique Outillage est une société de fabrication en mécanique et outillage de précision située, 18 Avenue Augustin Chauvet à Mauriac dans le Cantal (15).
L'entreprise Cantal Mécanique Outillage le 07/12/2016
Cette entreprise spécialisée dans la mécanique générale, utilise des procédés industriels complexes faisant intervenir plusieurs machines à la fois pour fabriquer une seule pièce mécanique. Ainsi, que pourrait apporter l'imprimante 3D à une entreprise comme Cantal Mécanique Outillage? C'est la question qui guidera notre étude cas. Enfin, pour répondre à cette problématique de manière organisée le plus exhaustivement possible, il convient de découvrir l’entreprise ainsi que son domaine de production pour ensuite, analyser les procédés de fabrication qu’utilise l’entreprise. Par la suite, on évoquera la possible entrée de l’imprimante 3D dans l’entreprise de monsieur Joncoux qui pourrait faciliter des procédés industriels connus et utilisés à l’heure actuelle parfois complexes, parfois pénibles, faisant intervenir plusieurs machines à la fois pour fabriquer un seul objet.
1- Présentation de la société Cantal Mécanique Outillage
Cantal Mécanique Outillage est une petite entreprise qui compte 3 salariés plus le gérant de la société qui s'occupe principalement du domaine de l’administratif mais qui participe néanmoins à l’usinage de certains produits : plus conséquents et complexes qui requièrent une main d’œuvre un peu plus importante qu’à l’ordinaire.
Mr Joncoux (le gérant de la société) a par ailleurs, tenu à préciser qu’il employait une main d’œuvre “hautement qualifiée” selon ses mots. En effet, deux des trois salariés de l’entreprise ont tous les deux un bac professionnel technicien d’usinage, le troisième a un CAP dans le domaine de la mécanique générale. La société a déjà employé des ouvriers qualifiés d’un Brevet de Technicien Supérieur. Ainsi, à partir d’un plan, le plus souvent réalisé de façon numérique à l’aide d’un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur), les employés savent de façon autonome réaliser la pièce.
L’entreprise fabrique des pièces unitaires, sur-mesure, de petites séries (la fabrication en série étant réservée à de grosses entreprises utilisant la fabrication par chaîne de production) aussi bien pour les entreprises que pour les particuliers : ses principaux clients restent néanmoins de plus ou moins grandes entreprises qui fabriquent des produits finis. Ainsi, en juin 2015, la société a réalisé une clé spéciale et sur-mesure, pour la grande firme transnationale d’origine française qu’est Électricité De France (EDF) :
Cantal Mécanique Outillage fait aussi de la maintenance comme la réparation de moules et d'outils de découpe, la remise en état de matériel agricole et de motoculture, ou encore la réparation de pièces pour les particuliers par exemple, en précisant toutefois que cette activité représente moins de 10 % de l'ensemble des activités de l'entreprise.
Que ce soit pour faire de la maintenance ou pour réaliser une nouvelle production s'il a besoin de nouveaux matériaux la société Cantal Mécanique Outillage achète les métaux prêts à être utilisés sous forme de plaques brutes mais ne fabrique en aucun cas ses propres matériaux. Cette industrie, l’industrie du métal, étant réservée aux raffineries.
2-Les actuels procédés de fabrication et d'usinage de l'entreprise Cantal Mécanique Outillage
Au travers d'un exemple : la réalisation complète d'une pièce d'un refroidisseur plasturgique, nous allons étudier les techniques industrielles utilisées par l'entreprise Mauriacoise : Cantal Mécanique Outillage pour la majorité issues de la révolution industrielle.
De ce fait, nous allons étudier, en détail toutes les étapes d'usinage qui conduisent à la création de cette pièce.
Ainsi, pour toutes réalisations, les industries partent d'une plaque de matière brute achetée qui va être ensuite usinée, pour donner à l'objet les formes et les caractéristiques mécaniques demandées.
Enfin, comme on peut le voir, la petite entreprise de Monsieur Joncoux possède plusieurs machines dites à commande numérique ce qui justifie, au sein de l'entreprise de Monsieur Joncoux, la présence d'un bureau d'études. Ainsi, la société possède un logiciel de CAO (Conception Assisté par Ordinateur), en l’occurrence solidworks 2015, un logiciel de CFAO (Conception et Fabrication assisté par Ordinateur) : Topsolid 7,9 et de FAO, Fabrication Assisté par Ordinateur, pour la programmation de ses machines à commande numérique. De cette façon, lors d’une commande l’objet est tout d’abord modélisé sur un logiciel de CAO pour les plus petites séries et un logiciel de CFAO pour les plus importantes qui permet dans un premier temps de visualiser en trois et parfois deux dimensions l’objet à concevoir. Sur ces mêmes logiciels, la pièce modélisée va être découpée en différentes phases de mise en œuvre, qui vont former un enchaînement de tâches, comme couper un angle ou enlever de la matière sur deux ou trois centimètres par exemple, numéroter dans un ordre chronologique. Pour finir, le fichier ainsi produit va être transféré sur un logiciel de FAO qui va traduire le programme d’usinage en « langage numérique », capable d’être « décrypté » par l’armoire de commande relatif à la machine concernée.
De plus, on voit la présence d'un centre d'usinage, évolution direct des machines-outils spécialisées (aléseuses-perceuses, fraiseuses) à commande numérique capable d'usiner des formes complexes sans pour autant démonter la pièce.
Centre d'usinage de l'entreprise Cantal Mécanique Outillage
3- L'imprimante au service de Cantal Mécanique Outillage ?
Mr Justin Joncoux, réceptif à la forte médiatisation de l’imprimante 3D ces dernières années, et recherchant le meilleur pour son entreprise, s’est intéressé à l’imprimante 3D, et à la possibilité d’en avoir une pour son entreprise, cependant le chef d’entreprise fut très vite freiné par le manque de précision et de fiabilité de l’imprimante actuellement. Sa position sur le sujet, est catégorique, dans l’état actuel des choses, se reposer entièrement sur l’imprimante 3D est totalement utopique.
D’une part, l’imprimante 3D fonctionne principalement par fabrication additive, par dépôt de matière fondue essentiellement de matière thermoplastique fondu à 200°C en moyenne qui, en se superposant donne forme à l’objet. Or, aujourd’hui, cette technique n’est pas encore capable de fabriquer des pièces avec une précision au centième de millimètre comme le peut être amené parfois Mr Joncoux au sein de son entreprise. Alors, certes certains connaisseurs diront que pour avoir une telle précision, il existe la solidification par lumière ou stéréolithographie, et ils ont raison. Cependant, cette technique reste à l’heure actuelle une expérimentation, le panel de matériaux et de coloris différents reste là encore très limité. A l’image de toutes les techniques d’impression 3D, en réalité la disponibilité des matériaux et une faible productivité sont de fortes contraintes auxquelles il faut penser si l’on veut se lancer dans l’impression 3D.
D’autre part, comme on l’a dit précédemment, les pièces conçues par l'entreprise Cantal Mécanique Outillage sont essentiellement faites d’acier et d’aluminium. Ainsi, pour être fondus, ces métaux demandent une température de fusion très élevée soit 659°C pour l’Aluminium pur et 1399°C pour l’Acier inoxydable. Toutefois, l’imprimante 3D Métal n'est apparue que depuis deux ou trois années seulement et demande encore un peu de patience de la part de ses admirateurs pour se faire un nom dans l’industrie française. Néanmoins, cette technique d’impression progresse considérablement et les technologies qu’utilisent ces imprimante 3D sont assez incroyables, en témoigne, par exemple, le Direct Metal Deposition (DMD) ou dépôt direct de métal qui utilise un laser pour fondre la poudre métallique. En conséquence de toutes ces découvertes, les prix d’achat des imprimantes 3D métal industrielles sont très élevés variant de 100 000 à 500 000 euros auquels il faut ajouter les frais d’installation, de maintenance et de post-traitement des pièces imprimées.
Ensuite, l’imprimante 3D revient très cher, mais à un prix à peine plus élevé qu’une machine classique, le problème étant que l’imprimante 3D ne justifie pas pour l’instant l’investissement qu’elle suscite au vue de la qualité des pièces produites, contrairement aux machines industrielles dont la fiabilité et la qualité du travail produit sont reconnues dans l’industrie mondiale. Mr Joncoux me confiait par ailleurs que l’état de surface des pièces produites n’était pas aussi lisse et raffiné qu’une pièce produite avec une machine classique.
synthèse
Ainsi, on l'a vu, la société Cantal Mécanique Outillage utilise des procédés industriels issus pour la majorité de la mécanisation. De cette façon, plusieurs machines sont employées pour la fabrication d'une seule pièce mécanique, celles- ci résultent, pour les principales, de deux grandes familles de technique de fabrication de pièces mécaniques que sont l'usinage, comprenant le fraisage ainsi que le tournage industriel, toutes, évoquées pour la première fois au XIXeme siècle et au début du XXeme, avec l'arrivée de la standardisation et l'essor de l'industrialisation. En effet, si l'on prend l'exemple de la réalisation d'une pièce d'un refroidisseur plasturgique pas moins de quatre différentes sortes de machines ont été employées à cet effet. C'est pourquoi, nous nous sommes intéressés à la possible entrée de la fabrication additive au sein de cette société, une technique de fabrication capable de fabriquer un objet au moyen d'une seule technologie : l'imprimante 3D
Fraiseuse conventionnelle appartenant à l'entreprise Cantal Mécanique Outillage et datant de 1926
Imprimante 3D par dépôt de matière fondue :
Néanmoins, si l'on étudie le sujet comme l'a fait Mr Joncoux, on comprend vite les difficultés de l'imprimante ou même de la fabrication additive en général, à s'imposer dans l'industrie française et même mondiale. Effectivement, même si la fabrication additive n'est pas un procédé de fabrication nouveau puisqu'elle a déjà une trentaine d'années, dans le domaine des métaux, elle ne reste qu'une expérimentation. C'est ce qui explique essentiellement la présence de l'imprimante dans le circuit du prototypage et non dans celui de la fabrication de la pièce en elle-même. De cette façon, il est très facile à l'heure actuelle de se reposer sur cette technique de fabrication pour modéliser des objets en plastique en 3d pour se faire faire une idée mais il est très difficile de produire des pièces de précision en grande série.
Même si l'arrivée de l'imprimante 3D dans les locaux de la société Cantal Mécanique Outillage est aujourd'hui compromise et l'est encore pour quelque années, Mr Joncoux, l'actuel dirigeant de l'entreprise a accepté le défi de se projeter dans l'avenir et d'évoquer la possible entrée de la fabrication additive dans sa société. A la problématique de l'emploi, une question universelle, actuellement omniprésente, il a répondu, qu'à l'instar des machines par le passé, une telle révolution industrielle détruirait à coup sûr certains emplois pour en créer d'autres en parallèle: le chef d'entreprise est formel: Les métiers de l'industrie vont évoluer et on va assister à une transition d'un métier à consonance manuelle, vers un métier de plus en plus intellectuel. En revanche, là encore à la manière de la mécanisation, selon lui, la transition va se faire tout en douceur. Les programmes d'éducation vont être adaptés en conséquence de la technologie plus accès sur les logiciels, sur la physique-chimie ... . Par ailleurs, pour les personnes qui allaient directement connaitre la transition au sein d'une entreprise, Mr Joncoux nous a confié qu'une formation d'une ou deux semaines comme ils sont déjà été amenés à réaliser depuis quelques années suffisait et que, d'un point de vue personnel, il se sentait tout à fait capable d'utiliser une imprimante 3D : le métier ayant, de ce fait, quelque peu évolué avec l'arrivée, notamment de la commande numérique des logiciels,ou encore des logiciels de CAO et CFAO, par exemple ces dernières années, Mr Joncoux et ses employés sont par conséquent habitués au numérique ... .
B: la société Osmose impression et communication
Ensuite nous nous sommes intéressés à l’entreprise Aurillacoise Osmose Impression et Communication qui utilise une technique de fabrication additive peu connue et peu exploitée. Avec des potentialités et des caractéristiques uniques, le frittage par liage de poudre et projection de liants n'en reste pas moins très intéressante pour les industriels français et ou mondiaux.
1- Présentation de la société
Également appelé Cantal Reprographie, l'entreprise Osmose impression et communication est en réalité une société qui à été renommé en 2014.
Osmose impression et communication est une société Aurillacoise exactement domiciliée 92 rue de Marmiesse. Cette PME (Petite et Moyenne Entreprise) qui compte à ce jour 14 salariés à été fondé en 1996 par Mr Henry Besse et sa femme en 2002. Depuis l'entreprise à été reprise par les gérants actuels, trois jeunes infographistes : MM. Pascal Foucault, Willy Delsouc et Olivier Domain avec une seul volonté se développer de plus en plus pour devenir un jour l'une des plus importantes dans le domaine de l'impression numérique, de la reprographie ou encore de la photographie par exemple.
L'entreprise Osmose impression et Communication le 18/01/2017
En conséquence, à l'occasion de sa vingtième année d'existence, la direction a décidé d’acquérir pour la "modique" somme de 100 00 euros une imprimante 3D. C’était une occasion pour eux de devancer leur principaux concurrents, en effet avec cette acquisition Osmose Communication ont non seulement devancer les sociétés régionales de ce secteur industriel ou professionnel mais aussi nationales puisque seulement quatre exemplaires d'un appareil numérique de ce type étaient installés sur le territoire national lors de l'investissement.
De plus, si beaucoup d’entreprises ont sauté le pas depuis, majoritaires sont celles qui ont choisi l'impression par dépôt de matière fondue peu ont choisi la fabrication additive par frittage de poudre et projection de liants comme elle est exploitée au sein de l'entreprise Aurillacoise : Osmose Communication et Impression.
2- L'impression 3D par frittage de poudre et projection de liants
Le frittage par liage de poudre et projection de liants est à l'heure actuelle l'une des seules techniques si ce n'est pas la seule, qui permettent de produire des objets complexes en couleurs. Cette particularité est permise grâce à l'existence d'un lit de poudre qui permet, contrairement à d’autres techniques comme la stéréolithographie (la plus à même de concurrencer le frittage de poudre et projection de liants), de ne pas avoir recours à un support d'impression.
De cette façon, cette technique offre de nouvelle perspectives dans le domaine de l'architecture et du design : il est désormais possible de se matérialiser en 3D, physiquement la parfaite représentation de nos modélisations écrans. Et comme nous a préciser Willy Delsouc : « avec cette technique on est loin des maquette de l’architecte faite d'allumettes et de papiers mâchés » :
Une maquette réalisé pour l'entreprise française social de l'habitat: polygone à l'occasion d'une exposition national de l'habitat se déroulant à Paris, le 14 Janvier 2017.
L'intérieur de la maquette réalisé pour l'entreprise française polygone.
Ainsi, les nouvelles technologies de ces dernières années ont permis de trouver une nouvelle approche plus rapide et économique dans la réalisation de maquettes ou de présentations de projets.
En revanche, l’impression 3D par liage de poudre est principalement utilisée pour la production d’objets d’expositions ou de rendus, comme par exemple, des maquettes d’architectures, des prototypes visuels, des œuvres d’art, des trophées ou bien des figurines. La fragilité des pièces obtenues, constitués de poudre, entre autre poreuse, empêche toutefois la possibilité d’obtenir des objets fonctionnels comme des mécanismes. C'est pour s'ouvrir à ce nouveau marché que l'entreprise a récemment pris la décision d'investir dans une machine qui fonctionne par dépôt de matière fondue. Cet investissement est aussi l'occasion pour la société de renforcer la crédibilité de leur précédent achat, car, à en croire Willy Delsouc, cette technique manque de crédit par rapport à d'autres techniques, notamment le dépôt de matière fondue, alors qu' "elle présente un niveau de précision inégalé auparavant à savoir 0,01mm !".
Enfin, comme nous l'avons déjà évoqué précédemment, lorsqu'on utilise cette technique de fabrication additive, la poudre agit elle-même comme support, ce qui permet la réalisation de modèles aux géométries complexes ou imbriqués. En conséquence, cette technique d'impression 3D permet de nombreuses applications telles que, la réalisation d'objets constitués d'éléments mobiles, de prototypes, de produits grand public, de maquettes architecturales (comme l'est le plus souvent amené à le faire l'entreprise Osmose Impression et Communication) ou encore de boîtiers électroniques, sculptures, objets promotionnels et bien plus encore.
c: l'imprimante 3D au sein de l'entreprise Auriplast
C'est avec beaucoup de sympathie et générosité que Mr Marc Delmon entre autre ingénieur plasturgiste et chef de projet Produit et Innovation responsable de l'imprimante 3D d'Auriplast nous a accueilli au sein de l' entreprise le 21 décembre 2016. Étant à l'origine du projet qui a permis à l'entreprise d' investir dans une nouvelle technique de fabrication : la fabrication additive par dépôt de matière fondue. Marc Delmon nous décrit ce qu'a apporté cette nouvelle technologie encore toute récente à son entreprise.
Est-ce que vous pouvez présenter votre entreprise : Qu’est ce que vous fabriquez ?Techniques employés …, usinage, dessin industriel, nombres de salariés/main d’œuvre et quel types de main d’œuvre: Très qualifiée, très spécialisée ?
Auriplast est une entreprise française de plasturgie, dont le siège social est à Aurillac dans le Cantal (15), Chemin du Bousquet très exactement, et qui représente l'une des plus grande capacité de galvanoplastie d'Europe. L'usine est maintenant, depuis une quarantaine d'années, particulièrement spécialisée dans le dépôt de métal et le traitement de surface. Ses équipes techniques maîtrisent l’injection et la bi-injection des matières plastiques ainsi que les méthodes d’assemblage et de décoration incluant toutes sortes de parachèvement. Prés de 500 personnes travaillent dans l'entreprise, un tiers d'entre eux sont non qualifiés mais la majorité d'entre eux (environ 50%) le sont car ce sont des emplois très techniques et qui demandent une grande maîtrise des matériaux je parle bien évidemment du métier qu'exerce les techniciens, les ingénieurs de la société. Si l'on calcule bien, on arrive pas tout à fait à 100 %, la part qui reste représente le service support et administratif de l'entreprise regroupant les comptables, les secrétaires … .
Qu’est ce que l’imprimante 3D à apporté à une entreprise comme la votre ? D'un point de vue de la main d’œuvre : plus ou moins qualifiée, spécialisée ? Au niveau des produits ? Sur le plan économique ?
L'imprimante 3D représente pour nous un gain économique et un gain de temps considérable puisque avec l'imprimante 3D on a rapatrié en interne, d'une certaine façon, ce que l'on faisait en sous traitance. Par exemple, l'entreprise Cantal Mécanique Outillage que tu es allé voir, nous fabriquons les petits outillages, les petites pièces. Cette entreprise comme tu le sais fonctionne avec des méthodes industrielles classiques, par usinage, la technique du tournage du fraisage, et, avec l'imprimante 3D, on arrive à obtenir des géométries plus complexes mais un état de surface et une productivité plus limités. En revanche, le seul inconvénient ou avantage selon comme on voit les choses, est qu'il a fallu remplacer l'aluminium, polyoxométallate, les matériaux qui constituaient ces petits outillages auparavant par des thermoplastiques aux propriétés différentes que des métaux.
Qu’est ce qui vous a incité à investir dans l’achat d’une imprimante 3D ?
Avec la fabrication additive on avait la possibilité d'énormément progresser dans un domaine qui était un peu notre talon d’Achille ces dernières années, ce que l'on appelle, nous, le time to market c'est à dire le temps qui s'écoule entre la commande du client et la réalisation du produit final. Investir dans une imprimante 3D ,c’était aussi ouvrir le champ des possibles de 5 % et réaliser désormais des petites productions, en prototypes, très détaillées comme un bouchon de parfum avec des détails d’orfèvres par exemple.
Êtes-vous satisfait de votre investissement ? Est-ce rentable, productif ? : comparaison avec les systèmes industriels que vous utilisiez avant votre achat ou peut-être que vous utilisez toujours
Si certains étaient sceptiques lors de l'investissement, aujourd'hui elle fait largement l'unanimité et elle est tout à fait conforme à la fois à nos besoins ainsi qu'à nos attentes. La fabrication additive nous a permis de diviser nos coûts de fabrication pour ces types de produits par dix, tout en ouvrant de nouvelles perspectives. Les délais de fabrication, quant à eux, ont été divisés par 5, c'est quand même très satisfaisant. Ensuite pour ce qui est de la productivité, elle l'est à condition de produire des objets de petites séries, s'il faut produire quatre milles bouchons en plastique il sera plus rapide de fabriquer un moule qui va nous servir quatre milles fois, plutôt que d'attendre trois ou quatre heures pour fabriquer un seul bouchon.
Quels matériaux utilisez vous pour fabriquer les objets à partir de l’imprimante 3D, uniquement du plastique ?
Oui, et plus précisément des thermoplastiques, donc des matériaux avec des propriétés mécaniques très spécifiques. Une matière thermoplastique est très souple lorsqu'on la chauffe au-dessus d'une certaine température et est donc très facile à travailler mais la particularité d'un matériau thermoplastique est de garder sa thermoplasticité initiale lorsque sa température baisse.
Est-ce difficile de se procurer les matériaux qu'une imprimante 3D utilise ? Tous les plastiques et matériaux sont-ils disponibles sur le marché ?
Non pas du tout, je prend souvent comme exemple pour expliquer le marché actuel de l'imprimante, le cas du café : si tu as une machine senséo tu ne vas pas acheter du café nespresso ? Bah pour la fabrication additive, chaque fabriquant d'imprimante 3D fournit ses propres matériaux donc, non, il n'est pas très facile de se procurer les matériaux. En revanche, non tous les plastiques ne sont pas disponibles sur le marché même s'il existe quand même une large choix disponible mais cela reste quand même un problème et dans certains cas on est obligé d'adapter la conception de l'objet au plastique que l'on va utiliser et pas l'inverse. Quand ce sera le cas, c'est vrai que la fabrication aura connue une avancée considérable.
Est-ce que aujourd'hui, l'imprimante 3D peut utiliser tous les matériaux pour fabriquer des objets ?
Oui, aujourd'hui on peut dire que l'imprimante 3D peut utiliser tous les matériaux pour fabriquer des objets. De larges améliorations ont été faites dans de nombreux domaines, notamment dans le domaine du métal. Mais ce qu'il s'est passé ces dernières années c'est que les ingénieurs spécialisés dans la fabrication additive ont préféré découvrir de nouvelles techniques plutôt que d'en améliorer une seule pour la rendre entièrement fonctionnelle. Ainsi beaucoup d'entre elles ne sont que des expérimentations qui doivent et qui demandent encore beaucoup de travail et de recherche pour prendre entièrement en main l'industrie française et/ou mondiale. J'ai vu dans un documentaire qui est justement passé la semaine dernière que certains chercheurs ont fait des expérimentations, je crois en Chine et en Allemagne pour fabriquer des maisons à l'aide de la fabrication additive tu vois jusqu’où c'est allé cette quête de la découverte ? Donc, aujourd'hui la fabrication additive peut utiliser tous les matériaux mais les utilise mal j'ai envie de dire ou tout du moins pas assez bien pour gagner le cœur des industriels.
L'imprimante 3D et ses matériaux sont-ils accessibles aujourd'hui: dans tous les domaines: impression 3D plastique, métal ...) ou sont-ils réservés aux grandes entreprises à l'échelle nationale voir internationale ?
Les matériaux sont accessibles pour ma part je n'ai jamais eu de problème de ce coté là, les matériaux sont tout à fait accessibles sur le marché puisqu’ils sont fournis par le fabricant de la machine pour qui est du plastique et du thermoplastique. J'ai une très bonne connaissance à moi qui travaille en Ile-de-France et son entreprise utilise dans le domaine du métal et il me confiait que le fonctionnement est le même donc à priori oui les matériaux utilisés par la fabrication additive sont accessibles dans tous les domaines que ce soit le métal , le plastique ou un tout autre domaine. Je ne vois pas pourquoi cela fonctionnerait différemment car c'est un fonctionnement qui marche tout le monde s'y retrouve et il est très largement répandu sur le marché de façon générale. Par contre, les matériaux sont chers, le prix des matières premières destinées à être utilisées pour la fabrication additive est beaucoup plus élevé que si on les utilisait pour une production classique puisqu'ils sont plus travaillés tout simplement ils sont d'abord fondus, puis mis sous forme de bobine de fils.De façon générale l'imprimante 3D est chère au départ et représente un investissement mais on s'y retrouve à la fin … .
Est ce vrai qu’aujourd’hui des industries traditionnelles sont de plus en plus concurrencées par l’imprimante 3D, si oui pourquoi ? : l’imprimante 3D mieux que la fabrication classique, plus précis, plus personnalisé … ?
Disons que l'imprimante 3D est de plus en plus présente dans l'industrie mondiale, de là à la concurrencer je n'irais pas jusque là elle est plutôt utilisée en complément des procédés industriels classiques que tu connais et que nous connaissons tous pour les prototypes notamment. Dans notre cas, l'industrie du plastique, on fonctionne avec des moules dans lesquels on injecte du plastique fondu et elle à l'avantage d’être très flexible : si on a envie de changer une courbe, couper un angle il suffit de modifier le fichier numérique c'est pas la même que refaire un moule … . De cette façon, on peut fabriquer des objets customisés qu'il est très difficile de faire avec un usinage classique. Je pense qu'elle ne devrait pas tarder à remplacer complètement les machines industrielles classiques dans des industries de faible débit car à trois heures pour fabriquer un objet de 6cm de haut et 3cm de large les gros industriels ne sont pas prêts de laisser leur grosses machines industrielles de côté et je les comprend tout à fait !
Peut-on aujourd’hui se reposer entièrement sur l’exploitation de l’imprimante 3D, problème de la fiabilité … ?
Oui, aujourd'hui c'est possible tu m'aurais posé la question il n'y a ne serais-ce que deux ans je t'aurais dit non aujourd'hui c'est possible. Il existe actuellement des imprimantes de production comme la notre capable de travailler vingt quatre heures sur vingt quatre trois cent soixante cinq jours sur trois cent soixante cinq. Après, comme tout autre machine classique, c'est juste de la maintenance, de l'entretien (environ une fois par mois). Pour ce qui est de la fiabilité, disons que la fabrication additive produira toujours la qualité qu'on lui connaît, comme je l'ai dis précédemment, parfois une précision un peu juste, un état de surface un peu limité mais on ne sera jamais surpris un objet ne sortira pas tout fondu ou quelque chose comme ça, non.
Comment voyez vous l'avenir d'un point de vue de l'imprimante 3D dans l'industrie française ? Qu'elle est votre regard sur l’amélioration de la fabrication additive, des nouvelles technologies apportées à cette technique d'impression ?
Alors, pendant cinq/six ans, de 2004 à 2009 approximativement, la fabrication additive a connu une progression exponentielle jusqu’à remplacer (ce que tout le monde pensait à l’époque) les machines industrielles classiques dans les années 2020. Mais à partir de 2009, cette progression à été freinée dans le domaine de la fabrication additive par dépôt de matière fondue tout du moins car les scientifiques ont découvert de nouveaux jouets si tu vois ce que je veux dire comme la solidification par lumière ou encore la stéréolithographie entre autres. De ce fait, les scientifiques ont préféré développer de nouvelles techniques plutôt que de perfectionner une technique pour qu'elle regroupe toutes les exigences que demandent les industriels, c'est un choix ..., en revanche aujourd'hui je constate qu'aucune technique n'est capable de remplacer les machines d'antan et doivent plus ou moins toutes progresser en précision et en productivité.
Temps et couts de développement fortement réduits en supprimant complétement ou en minimisant le nombre d'outils nécessaires dans les systèmes classiques de fabrication
Ah oui, c'est certain, en effet on utilise une machine pour fabriquer un seul objet au lieu de cinq ou six machines parfois plus donc oui le temps et les coûts de développement sont fortement réduits. Dans notre cas bon c'est vrai que c'est un peu différent parce qu'on le réalisait en sous traitance donc, les coûts de développements sont forcément plus élevés que si on le réalisait en interne mais comme je l'ai déjà dis les délais de fabrication ont été divisés par 5 de même pour les coûts de développement . Je pense sincèrement qu'un industriel qui fabriquait en interne avec des procédés industriels classiques peut arriver à réduire son délai de fabrication et le diviser par 2,5 et diviser ses coûts de production par cinq en se convertissant à la fabrication additive si celle-ci est en adéquation avec les activités de l'entreprise … .
Comment permettre l'adéquation entre les savoir-faire disponibles et les savoir-faire nécessaires ? revoir les programmes d’éducation et de formation ? Main-d’œuvre plus intellectuelle que manuelle ?
Certainement, on peut imaginer que si la fabrication additive remplace les machines et l'usinage classiques, il faudra former en fonction de la technologie donc plus axés sur les logiciels et la physique-chimie : il faudra connaitre les propriétés chimiques des plastiques pour le dépôt de matière fondue, de la poudre pour le frittage de poudre, étudier les faisceaux lasers pour la stéréo … . En revanche, le métier n’en sera pas moins manuel car il y a toujours la partie post-traitement dans laquelle il faut décoller la pièce de son support la travailler pour la rendre plus solide découper les imperfections … .
L'imprimante 3D quel impact sur l'environnement, industrie avec imprimante 3D moins polluante qu'une industrie sans imprimante 3D ? au niveau des déchets industriels, économie de matière ? question du développement durable, la fabrication additive plus enclin avec ce nouvel objectif ?
Oui et non, c’est toujours la même chose à première vue on pourrait dire oui mais comme a du te le dire Mr Joncoux, en réalité, certes il y a des déchets mais ce sont des métaux puis ces déchets sont refondus donc recyclés. Par contre, pour l’imprimante 3D par dépôt de matière fondue, il y a moins de déchets, en revanche ce sont des plastiques, par définition des produits pétroliers, néfastes pour l’environnement donc, au final, je ne saurai pas trop quoi répondre à cette question.
La sécurité des ouvriers est-elle plus garantie avec un procédé industriel par fabrication additive ?
Si, le métier s'appuie davantage sur l'intellectuel que sur le manuel il est très facile d'imaginer des meilleures conditions de travail pour la main d’œuvre. En revanche il ne faut pas oublier que même si la fabrication additive annonce beaucoup de changements et peut-être même une révolution dans l'industrie française, cela n'en reste pas moins un procédé industriel et comme toute activité industrielle elle présente des risques. Je vais parler de notre technique de fabrication additive car c'est celle évidemment dont je suis le plus à même de parler, les plastiques fondus peuvent être nocifs pour la santé, brûler la peau, dégager des gaz qui peuvent être toxiques. Par ailleurs, en post-traitement les tâches sont manuelles il faut décoller la pièce de son support, y appliquer plein de produits pour la solidifier notamment. Donc, pour conclure, je pense que cela ne va pas changer grand chose. Seule, la nature des blessures va changer, elles seront plus subtiles dûes à des produits toxiques, des allergies ... par rapport à des coupures, des égratignures, ou encore des saignements ... . Après c'est mon avis, je ne suis pas un expert dans ce domaine là, c'est comme cela que je vois les choses, peut être mon avis est un peu subjectif, il faudrait rencontrer un spécialiste du social pour en avoir un plus objectif et plus professionnel et peut être plus de précisions aussi ...
Problèmes de contrefaçons n'êtes vous pas inquiet de ce point de vue là pour certaines entreprises qui pourraient fermer... ?
Non, pas du tout, ca existé et ca existera toujours, à partir du moment où les techniques sont connues il est très facile aujourd'hui de copier un objet à l'identique. C'est plus au niveau de la conception, des fichiers numériques réalisés à partir d'un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur), qu'il va falloir être vigilant. Mais je suis plutôt positif de ce point de vue la et reste persuadé que des fichiers numériques sont plus difficiles à s'approprier qu'un vulgaire plan sur papier qui traîne sur un bureau ... .
Quel est votre regard sur les sociétés industrielles classiques, les incitez vous à se convertir à la fabrication additive ?
C'est toujours pareil je ne dis pas que la fabrication additive est mieux qu'une fabrication industrielle classique, je dis simplement qu'elle peut être mieux appropriés dans certains cas. La fabrication par superposition de couches successives présente des avantages que n'a pas une fabrication usant de procédés industriels classique et inversement. Comme je lai dis précédemment, la fabrication additive permet de customiser son produit l'adapter à son goût, par exemple écrire son nom aujourd'hui sur son objet est possible avec la fabrication additive : elle a la précision pour ce genre de choses. En revanche, les rainures, les tenons, les éléments fonctionnels de la pièce qui font qu'une pièce s’emboîtera parfaitement à une autre … sera mieux réalisés par usinage classique et l'état de surface sera plus propre. Donc pour résumer, c'est selon les besoins de son entreprise qu'un industriel entre un usinage classique et une fabrication par ajout successif de couches.
Envisagez-vous d'investir dans une autre imprimante 3D ? Qu'elles sont vos projets à court terme, à long terme ? Qu'elles sont vos projets à court terme, à long terme ?
Alors oui, comme toute entreprise qui a de l'ambition : on a des projets mais principalement à moyen terme. Effectivement on envisage d'introduire d'autres technologies dans notre entreprise. Tout d'abord, on aimerait dédoubler en terme de quantité car il est vrai que notre imprimante 3D arrive quelque peu à saturation : elle travaille presque vingt quatre heures sur vingt quatre et on est parfois contraints de refuser quelques commandes : c'est assez géant de se dire qu'on passe à coté de clients donc d'argent. Et pourquoi pas s’intéresser à d'autres innovations qui pourrait nous offrir de nouvelles perspectives, en ce moment, je m’intéresse à la fabrication additive par projection de jets de matière qui permettrait de combiner plusieurs matériaux offrant des caractéristiques mécanique tout autres à l'objet, on pourrait combiner plusieurs couleurs également. Mais dans l'état actuelle des choses ce ne sont que des projets et comme on dit affaire à suivre.
d: rapport de ces études de cas à la problématique en quelques lignes
Ainsi, on l'a vu, pour la fabrication d'une seul pièce mécanique : une pièce pour un refroidisseur de plasturgie, pas moins de quatre machines-outils de l'entreprise Cantal Mécanique Outillage ont été concernées. En parallèle, la fabrication additive présentée comme capable de fabriquer cette même pièce à l'aide d'une seul machine : l'imprimante 3D présente un immense potentiel. Ce potentiel ajouté à de nombreux autres avantages est susceptible de faire de la fabrication additive la source d'une révolution industrielle dans les prochaines années et qui pourrait être, par conséquent, l'éventuel procédé industriel de l'avenir.
Toutefois, les scientifiques du XXI ème siècle ont choisi d'expérimenter plusieurs techniques, d'étendre les domaines d'utilisation de la fabrication additive plutôt que d'approfondir une seul technique directement applicable à l'industrie.
De ce fait, la majorité des techniques de fabrication additives ne sont à l'heure actuelle que des expérimentations, et à l'image de l'utilisation qu'en fait Auriplast, sont davantage utilisées dans le prototypage que dans la production même. En revanche la fabrication additive dans son ensemble, à l'image du frittage de poudre par projection de liants, la technique qu'utilise Osmose Impression et communication, très utilisée dans le secteur de l'architecture et du design est l'idéal pour se faire une idée réel de ce que sera avec une modélisation pour le moins très détaillée.
C'est pourquoi, ces dernières années, les entreprises conquises par ce procédé de fabrication dans cette utilisation, à l'image des entreprises Osmose Impression et Communication et Auriplast, ont le projet d'investir dans d'autres techniques pour offrir de nouveaux horizons à leur entreprise et utiliser une technique de fabrication additive complémentaire de celle qu'ils utilisent déjà. Pour conclure, s'il y a bien quelque chose à retenir de ces enquêtes successives c'est bien l'idée que, si la fabrication additive n'est pas capable de remplacer les machines industrielles, elle révolutionne déjà l'industrie et oblige les concepteurs et designers à penser différemment et concevoir en fonction de nouvelles possibilités. Désormais il est possible de créer des pièces très détaillées, creuses à l’intérieur, de modifier un angle ou une courbure à mi-parcours d'une grande série de production sans pour autant refaire la programmation de quatre ou cinq machines ou encore de refaire un moule spécialement pour la réalisation d'un seul objet : simplement en modifiant un logiciel de CAO.