L'impression 3D est un vaste domaine qui englobe de multiples technologies et une grande variété d'imprimantes destinées à une multitude d'applications. Si vous découvrez l'impression 3D, il est tout à fait normal de vous demander par où commencer ou si cette technologie vous convient. Pour vous aider, nous avons dressé cette liste qui, selon nous, vous permettra d'acquérir les bases nécessaires pour approfondir vos connaissances et prendre des décisions plus éclairées.
L'impression 3D, également appelée fabrication additive, est l'exact opposé de la méthode traditionnelle de fabrication d'objets. Au lieu d'usiner ou de « soustraire » de la matière pour former un objet – un peu comme un sculpteur qui enlève de l'argile –, l'impression 3D ajoute couche après couche de matière pour construire un objet, mais uniquement là où c'est nécessaire. Les concepteurs de produits et les ingénieurs téléchargent un fichier numérique (CAO) vers une imprimante 3D, qui imprime ensuite un objet 3D solide.
Les thermoplastiques sont les matériaux les plus fréquemment utilisés, mais cette technologie englobe également les photopolymères, les résines époxy, les métaux et bien d’autres matériaux. Des bio-encres de pointe, qui utilisent un mélange de cellules humaines et de gélatine, ont également été mises à profit pour imprimer en 3D des modèles de tissus complexes. Même des matériaux comestibles tels que le chocolat sont utilisés dans les imprimantes 3D.
L'impression 3D offre de nombreux avantages commerciaux qui constituent des arguments convaincants en faveur de son adoption. Ces avantages s'articulent autour de six facteurs clés :
• Liberté de conception – Les pièces peuvent être optimisées en fonction de l'objectif de conception plutôt que d'être limitées par les contraintes de fabrication traditionnelles•
Fonctionnalités intégrées – L'impression 3D permet d'intégrer des capacités supplémentaires au sein d'une pièce ou d'un assemblage, éliminant ainsi des étapes de fabrication, raccourcissant les délais de production et réduisant les
coûts• Chaînes d'approvisionnement simplifiées – Les capacités de production à la demande et la production au point d'utilisation contournent les chaînes d'approvisionnement traditionnelles, accélérant la livraison et réduisant les coûts de
stockage• Personnalisation – L'économie d'échelle n'étant plus un obstacle, la personnalisation peut s'étendre au marché de masse, permettant une plus grande
différenciation sur le marché• Fabrication rentable – L'absence de besoins en outillage élimine l'un des principaux coûts de fabrication, rendant la production en petite série rentable•
Durabilité tout au long du cycle de vie – La liberté de conception et la production au point d'utilisation permettent de créer des pièces plus légères et optimisées qui réduisent la consommation de carburant et l'impact environnemental.
En d'autres termes, l'impression 3D ouvre de nouvelles perspectives. Vous pouvez raccourcir les cycles de production de plusieurs jours, simplifier l'assemblage final, produire des structures légères et très résistantes, créer des prototypes hyperréalistes et être plus compétitif.
L'impression 3D est un outil essentiel pour accélérer le processus de prototypage. Cependant, ses applications s'étendent bien au-delà du prototypage à d'autres facettes du cycle de vie du produit.
• Fabrication – La liberté de conception et la production en petite série ouvrent de nouvelles possibilités en matière de conception du produit et d'amélioration opérationnelle. Combinées, ces deux capacités ont le potentiel de transformer des chaînes d'approvisionnement et des modèles économiques vieux de plusieurs décennies.
• Outillage – Les avantages de l'outillage imprimé en 3D comprennent la production à la demande, la personnalisation, la numérisation des conceptions et une souplesse de conception illimitée. Cela permet d'éliminer les fournisseurs coûteux, de réduire les délais de livraison, de mettre en place un stockage numérique et d'accélérer la productivité des ateliers de fabrication.
• Ventes et commerce de détail – L'impression 3D donne aux détaillants la capacité d'innover, en proposant des produits hautement personnalisés et à la demande, ainsi que de nouvelles expériences telles que des articles « co-conçus » développés en collaboration avec les clients.
• Approvisionnement du marché des pièces de rechange – Les entreprises qui adoptent l'impression 3D pour les pièces de rechange et de remplacement peuvent remplacer leurs entrepôts de pièces de rechange par des imprimantes 3D ou faire appel à un bureau d'études et à un bureau de prestation de service pour produire des pièces en flux tendu.
Cela dépend de l'ampleur de la mise en œuvre et du type spécifique de Technologie d'impression 3D utilisé. Les imprimantes 3D couvrent toute la gamme de prix, depuis les machines relativement peu coûteuses adaptées à un environnement de bureau jusqu'aux imprimantes industrielles de grande taille et onéreuses. Au sein d'une même catégorie technologique, la différence entre les systèmes d'entrée de gamme et ceux haut de gamme porte souvent sur la taille des pièces, la variété et la qualité des matériaux, ainsi que sur l'exactitude dimensionnelle, la fiabilité et l'Uniformité des pièces des systèmes. Par rapport à la modélisation traditionnelle pour les prototypes ou aux méthodes de fabrication traditionnelles telles que l'usinage CNC ou le moulage par injection, l'impression 3D est généralement beaucoup plus rapide et, pour des volumes réduits, beaucoup moins coûteuse. À mesure que les avantages et les applications se multiplient, la technologie peut être adaptée en conséquence.
L'impression 3D accélère le processus en réduisant le temps et les coûts liés au prototypage et à l'affinement de la conception. Il est possible de produire un nombre bien plus important de prototypes imprimés en 3D dans le temps nécessaire à leur moulage ou à leur usinage, et ce à un coût bien moindre. Les prototypes très réalistes imprimés sur des imprimantes multimatériaux en toutes couleurs ressemblent au produit final, ce qui permet de prendre des décisions plus rapides et plus éclairées.
L'impression 3D permet aux concepteurs de raccourcir considérablement le processus de conception par rapport aux méthodes traditionnelles de modélisation manuelle ou de sous-traitance auprès d'ateliers de modélisation.
Gardez le processus de conception entièrement en interne. Grâce à l'impression 3D, les concepteurs acquièrent un contrôle total sur le processus de conception. La création de modèles en interne permet de gagner le temps lié à la sous-traitance. Une plus grande souplesse dans le calendrier permet aux concepteurs d'essayer de nouvelles idées et d'itérer souvent, ce qui se traduit par de meilleurs produits qui se démarquent.
Prototypez plus rapidement et plus intelligemment. La sous-traitance est souvent trop coûteuse et trop chronophage pour permettre l'itération de prototypes plus détaillés, en particulier les modèles intégrant les couleurs et les matières (CMF). La rapidité et la simplification du flux de travail de l'impression 3D offrent aux concepteurs la liberté de créer des dizaines de prototypes détaillés tout en réduisant le temps nécessaire pour aboutir à la conception optimale.
Créez de superbes modèles très détaillés. Grâce à l'impression en toutes couleurs et multi-matériaux, les concepteurs peuvent créer en quelques heures seulement des prototypes qui ont l'apparence, le toucher et même le fonctionnement du produit réel. La possibilité d'évaluer la couleur, la texture et l'ergonomie d'un produit se traduit par un meilleur retour d'information et une validation plus rapide de la part des clients.
L'impression 3D élimine la nécessité de fabriquer et d'installer des outillages coûteux pour produire des objets. Sa nature additive en fait une solution de production rapide, en petite série ou à moyen volume, qui ne repose pas sur les économies d'échelle, contrairement à un investissement dans de l'outillage de moule par injection. Cela ouvre de nouvelles opportunités là où la production en petite série et/ou à la demande était auparavant non rentable. Elle favorise également la fabrication décentralisée, où les pièces peuvent être facilement imprimées depuis n'importe où. Par exemple, une compagnie aérienne pourrait imprimer en 3D ses propres pièces de rechange dans un centre de maintenance au lieu de devoir les faire expédier par le fabricant.
Du point de vue de l'outillage, l'impression 3D offre la même agilité, en permettant de produire des gabarits, des posages, des outils préhenseurs et d'autres accessoires de fabrication en beaucoup moins de temps et à moindre coût que l'outillage traditionnel. Ces outils peuvent facilement être personnalisés et optimisés sur le plan ergonomique pour l'opérateur, plutôt que conçus en fonction de leur mode de fabrication. L'utilisation de thermoplastiques résistants à la place du métal permet de les rendre plus légers et plus faciles à utiliser, ce qui augmente la productivité des tâches et réduit la durée des cycles.
L'impression 3D ne remplace pas complètement les méthodes de fabrication existantes telles que le moulage et l'usinage. Son intérêt réside dans le fait qu'elle complète ces autres technologies là où celles-ci ne sont pas compétitives. Par exemple, la nature additive de l'impression 3D permet de créer des structures impossibles à réaliser par usinage ou moulage. Elle rend également la production en petites et moyennes séries économiquement viable, car elle ne nécessite aucun investissement en outillage. De même, la mise en route est beaucoup plus rapide, ce qui explique pourquoi GM s'est tourné vers l'impression 3D pour rééquiper sa gamme de produits afin de fabriquer des respirateurs pendant la pandémie. En bref, l'impression 3D est un outil supplémentaire dans la boîte à outils, mais qui offre des avantages clés par rapport aux pratiques de fabrication traditionnelles lorsqu'elle est utilisée de manière stratégique.
Cinq caractéristiques plaident généralement en faveur de l'impression 3D pour les pièces destinées à l'utilisation finale :
• Complexité : pièces difficiles, voire impossibles, à usiner ou à mouler
• Investissement initial important : coût élevé de la création de moules
d'injection• Refonte : conception du produit susceptible d'être modifiée
• Personnalisation : produits uniques destinés à des applications spécifiques
• Production en petite série : production économique de quelques centaines à plusieurs milliers de pièces
La première étape logique consiste à vous familiariser avec cette technologie d'impression 3D, à comprendre son impact sur l'ensemble du cycle de vie du produit et à identifier les domaines dans lesquels elle pourrait apporter un avantage à votre entreprise. Cette analyse doit être complétée par la définition de vos objectifs commerciaux et l'identification des points de convergence où l'impression 3D offre un avantage. Souhaitez-vous accélérer le prototypage ? Cherchez-vous à réduire la durée du cycle de développement du produit ? Avez-vous besoin de réduire vos coûts de fabrication ?
Ce livre blanc offre des informations clés sur la manière dont l'impression 3D aide à transformer les entreprises pour atteindre ce type d'objectifs. Une autre première étape consiste en une sous-traitance de l'impression 3D auprès d'un bureau d'études ou de prestation de service. Cela vous permet de bénéficier des avantages de la technologie d'impression 3D sans avoir à investir initialement dans l'achat d'une imprimante 3D. À mesure que votre utilisation et vos applications d'impression 3D se développent, vous pouvez évaluer la rentabilité d'une impression 3D en interne.
Le niveau de familiarisation et de formation dépend du type de Technologie d'impression 3D que vous choisissez. Cependant, il existe de nombreux types d'imprimantes 3D qui ne nécessitent pas d'investissement important en temps de formation pour être opérationnelles. Le logiciel associé à ces imprimantes offre un flux de travail simple qui permet aux opérateurs de passer rapidement du modèle CAO à la pièce imprimée. D'une manière générale, plus l'imprimante et ses capacités sont sophistiquées, plus la mise en œuvre efficace nécessitera de formation.
Faire appel à un bureau d'études pour la fabrication de vos pièces imprimées en 3D est un bon moyen de découvrir les avantages de la Technologie d'impression 3D. Vous bénéficiez de l'expertise et des connaissances d'un spécialiste de l'impression 3D qui pourra vous guider pour optimiser l'utilisation de cette technologie en fonction de vos besoins spécifiques. Vos dépenses sont généralement moins élevées au départ, car vous évitez les frais initiaux liés à l'achat d'une imprimante 3D. À l'inverse, les clients qui possèdent déjà des imprimantes 3D font appel à des bureaux d'études de prestation de service pour décharger leur charge de travail lorsque leurs capacités internes sont dépassées. Les bureaux d'études proposent également de nombreux types de technologies d'impression 3D, bien plus que la plupart des entreprises n'en possèdent. Cela est avantageux lorsque vous souhaitez bénéficier de services d'impression 3D différents de l'impression 3D en interne.
Depuis plus de 30 ans, nous aidons nos clients à résoudre leurs problèmes grâce à nos solutions d'impression 3D. Nous pouvons vous aider à déterminer la technologie la mieux adaptée à votre application, à choisir entre une imprimante 3D ou un bureau d'études ou un bureau de prestation de service, et répondre à toutes vos questions. Contactez-nous dès aujourd'hui et laissez-nous vous aider à franchir une nouvelle étape avec cette technologie révolutionnaire.
