Lorsque la plupart des gens pensent à l’impression 3D dans le secteur automobile, ils imaginent un laboratoire de R&D : des ingénieurs installés dans un bâtiment séparé, réalisant des pièces prototypes plusieurs mois avant la production. Chez General Motors Amérique du Nord, la réalité est tout autre.
Dans l’ensemble du réseau mondial d’assemblage de GM, les imprimantes FDM de Stratasys sont installées directement en atelier. Pas dans un laboratoire. Juste à côté de la chaîne de montage, là où les personnes qui participent au cycle de production de véhicules au quotidien peuvent transformer un problème en une solution imprimée avant même le début de la prochaine équipe.
« La fabrication additive nous offre l’opportunité de donner à nos équipes de production, sur tous nos sites, les outils nécessaires pour s’impliquer, imaginer, réaliser un prototype et valider une solution », explique Doneen McDowell, vice-présidente de la fabrication chargée des opérations d’assemblage des camions pleine grandeur et des grands SUV. « Si nous pouvons donner aux collaborateurs les outils leur permettant de s’approprier le résultat au sein de leur périmètre d’activité, puis que nous reprenons ces solutions pour les déployer à l’échelle de l’ensemble de notre réseau là où elles s’appliquent, nous obtiendrons le meilleur résultat possible. »
Cette philosophie a transformé les effectifs de GM en ce que la direction décrit comme 50 000 « solutionneurs de problèmes ». La Stratasys F900 est la plateforme qui rend cela possible.
Cette transition ne s’est pas faite du jour au lendemain, mais le changement culturel est indéniable. La fabrication additive chez GM n’est plus une nouveauté ni une expérience marginale. C’est tout simplement la manière dont le travail est effectué.
« Quand je me rends dans une usine pour examiner le lancement d’un nouveau modèle, la fabrication additive fait tout simplement partie de notre quotidien », explique Ryan Odegaard, directeur de l’ingénierie de fabrication des peintures. « Ce n’est plus quelque chose d’exceptionnel. »
Cette normalisation est délibérée. GM ne s’est pas contenté d’installer des imprimantes. L’entreprise a mis en place un système dans lequel les équipes de terrain identifient les problèmes, conçoivent des solutions et impriment des outils fonctionnels en thermoplastiques de production FDM, sans avoir à attendre des fournisseurs externes ou des validations techniques qui prennent des semaines.
À Factory Zero, l’usine de véhicules 100 % électriques de GM qui produit le Hummer EV, le GMC Sierra EV et la Cadillac Escalade IQ, Alex Jaraki, chef d’équipe de maintenance de l’assemblage général, décrit le moment où la technologie FDM de Stratasys a prouvé sa valeur d’une manière tangible pour tous.
« Nous avons connu un arrêt de chaîne et avions besoin d’un support spécial pour maintenir un interrupteur sur l’effecteur terminal d’un robot », se souvient M. Jaraki. « Avec les délais habituels, cela aurait pris des semaines, mais grâce à la fabrication additive, nous avons pu fabriquer ce support en quatre heures. »
Quatre heures. Pas quatre semaines. Une telle rapidité ne se limite pas à une simple économie d'argent. Elle change la façon dont les gens envisagent ce qui est possible lorsqu'un problème survient à 6 heures du matin un lundi.
Contrairement à l’impression 3D grand public, la technologie FDM de Stratasys utilise de véritables thermoplastiques techniques : des matériaux tels que l’ASA, l’ABS-M30, le nylon 12 et le polycarbonate, qui offrent les propriétés mécaniques, la stabilité dimensionnelle et la durabilité exigées par les environnements de production. Découvrez les matériaux FDM pour la fabrication →
Les applications couvrent l’ensemble des besoins d’une usine d’assemblage moderne. Moses Harris, ingénieur d’applications en fabrication additive qui accompagne directement cinq usines GM, en décrit l’étendue : dispositifs de maintien des pièces, gabarits d’assemblage, gabarits et accessoires de montage, ainsi que des dispositifs de protection contre les dommages qui préservent les surfaces peintes pendant l’assemblage.
À Factory Zero, l’équipe de Hanan Alattar, responsable de la fabrication additive, a imprimé en une seule journée des centaines de caches en ASA pour boucher les trous des plaques diamantées des convoyeurs à rouleaux, un problème de sécurité identifié le matin et résolu dès l’après-midi. L’ASA a été choisi pour sa stabilité aux UV, sa résistance mécanique et son état de surface lisse. Ces propriétés sont essentielles lorsqu’une pièce doit remplir une fonction dans un environnement de production, et pas seulement faire belle figure sur une étagère.
À l'usine de Fort Wayne, où les Chevrolet Silverado et les GMC Sierra sortent des chaînes de production, l'équipe imprime des outils ergonomiques utilisés des centaines de fois par jour, notamment un outil sur mesure pour la paume de la main qui réduit la fatigue lors de la pose des enjoliveurs sur les roues. À Lansing Delta Township, Kevin Powell, responsable de la fabrication additive, explique qu'ils impriment des pièces prototypes avant même que les fournisseurs ne disposent des fichiers de conception.
« Ils peuvent m’envoyer un fichier. Les fournisseurs ne disposent même pas encore de ces fichiers », explique-t-il. « Je peux imprimer la pièce et tester son ajustement. Auparavant, nous devions attendre des mois. Désormais, nous pouvons imprimer en 3D la pièce réelle, l’installer sur un véhicule, tester son ajustement, puis l’envoyer au fournisseur pour qu’il apporte les modifications nécessaires. Nous pouvons y parvenir en une semaine. »
La Stratasys F900 est la plateforme FDM standardisée de GM sur l’ensemble de son réseau d’assemblage. GM l’a choisie pour son volume d’impression de 36 × 24 × 36 pouces, sa compatibilité avec des matériaux de haute performance et sa fiabilité éprouvée dans des environnements de production fonctionnant en plusieurs équipes.
Un détail revient sans cesse au fil des entretiens : les membres de l’équipe qui utilisent ces outils au quotidien les apprécient sincèrement. À Fort Wayne, Kurt Glasner, opérateur de la chaîne de montage des moteurs, évoque un outil imprimé en 3D servant à détendre le câble du moteur, utilisé entre 60 et 90 fois par équipe sur la chaîne de montage des moteurs.
« Il est léger, ergonomique et facile à utiliser », explique M. Glasner, en le comparant à l’outil en métal soudé qu’il a remplacé. « L’ancien était plus lourd. Il n’était pas aussi ergonomique que les nouveaux outils imprimés en 3D. »
Cette préférence a son importance. Lorsque les opérateurs choisissent l’outil imprimé plutôt que l’outil traditionnel, cette adoption n’est pas imposée. C’est le résultat naturel d’une meilleure conception, rendue possible par la liberté que les thermoplastiques FDM offrent aux concepteurs pour optimiser les outils en fonction de la main humaine, et non des limites de l’usinage.
L’approche de GM bouleverse complètement le scénario habituel d’adoption de la fabrication additive. Au lieu d’un déploiement descendant piloté par l’ingénierie, l’entreprise a mis en place une culture d’innovation ascendante où les personnes les plus proches du terrain ont les moyens de résoudre leurs propres problèmes. La technologie FDM de Stratasys est la plateforme de fabrication qui rend possibles la rapidité, la fiabilité et les performances des matériaux.
