L'évolution fulgurante de la fabrication additive : Retour sur les dernières avancées

17 janvier 2024

La fabrication additive, communément appelée impression 3D, a connu une ascension spectaculaire au cours des dernières années, transformant radicalement la manière dont nous concevons, prototypons et produisons des objets, des pièces. Cette technologie révolutionnaire a évolué bien au-delà de son stade initial de simple prototypage pour devenir une méthode de fabrication de pointe aux applications infinies.  

Notre expert en transformation numérique, Frédéric Dadure, vous présente les avancées

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Diplômé en génie mécanique et productique, Frédéric a occupé divers postes dans l’industrie, se spécialisant dans la conception et la gestion de projets liés à l’outillage de presse.

Son virage vers un distributeur de solutions 3D a marqué un tournant dans sa carrière, le positionnant naturellement comme expert de la conception assistée par ordinateur 3D (CAO), de la gestion documentaire et de la fabrication additive. 

Fort d’une expérience technique approfondie, ses compétences s’étendent aussi à la commercialisation et à l’usage de technologies telles que les commandes numériques par ordinateur (CNC) et les systèmes laser de découpes et gravures. 

L’influence de la chute de brevets, dont la technologie FDM Fused Deposition Modeling

L’évolution fulgurante de la fabrication additive a été considérablement amplifiée par la libération de brevets majeurs, particulièrement dans le domaine de la technologie de Fused Deposition Modeling (FDM). La levée de ces restrictions a eu un impact transformateur en ouvrant de nouvelles perspectives, en stimulant la concurrence et en favorisant l’émergence de solutions novatrices. La démocratisation résultante de cette technologie a créé un paysage où un éventail plus large d’acteurs peut désormais activement contribuer au développement et à l’amélioration continue de la fabrication additive. 

Fabrication additive 3D
La démocratisation de la technologie Fused Deposition Modeling (FDM) a activement contribué à l’accélération du développement et de l’utilisation de la fabrication additive

Après plusieurs années dans ce domaine, Frédéric a pu constater récemment des progrès spectaculaires dans la conception et la fabrication des imprimantes 3D qui ont permis de révolutionner le paysage de l’industrie en offrant des fonctionnalités étendues, une précision améliorée et une adaptabilité accrue aux matériaux : 

  • Rapidité d’exécution, passant de simples prototypes à des outils de production viables à grande échelle.  
  • Vitesse de fabrication a été multipliée, permettant une réduction significative des délais de production.  
  • Précision des imprimantes 3D a également atteint de nouveaux sommets, avec des niveaux de détail qui étaient autrefois impensables.  
  • Diversification des matériaux compatibles avec les imprimantes 3D. Initialement limitée à des matériaux plastiques, la fabrication additive s’est étendue à des métaux haute performance, des céramiques et même des matériaux composites.  

« Les techniques d’impression elles-mêmes ont également évolué. La stéréolithographie, qui utilise la polymérisation de résines photosensibles, offre une précision exceptionnelle pour la création de prototypes et de pièces complexes. La fusion sélective par laser (SLM) a pris une place prépondérante dans la production de pièces métalliques, permettant des applications critiques dans des environnements exigeants », ajoute Frédéric. 

Des applications industrielles élargies 

À ses débuts, la fabrication additive était principalement confinée à l’univers du prototypage, servant de moyen rapide et économique pour tester des concepts. Cependant, son évolution fulgurante a propulsé cette technologie bien au-delà des limites initiales du prototypage, la transformant en une méthode de fabrication incontournable dans des applications à grande échelle pour une variété de secteurs industriels. 

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L’utilisation de la fabrication additive n’est plus réservée uniquement aux concepts et touche désormais de nombreuses industries comme la médecine

Un des principaux moteurs de cette expansion rapide est la combinaison des avantages économiques : la réduction des coûts de production et l’utilisation optimale de matériaux. De plus, la rapidité avec laquelle des pièces complexes peuvent être produites contribue non seulement à la réduction des délais, mais également à la possibilité de répondre rapidement aux demandes du marché. 

L’une des avancées les plus marquantes réside dans l’intégration de la fabrication additive dans la production de composants critiques pour des industries aussi variées que l’aéronautique, l’automobile et la médecine. 

Un apport de l’impression 3D à la durabilité et l’économie circulaire

La fabrication additive s’est affirmée comme un acteur clé dans la transition vers des pratiques de fabrication plus durables, influençant positivement l’empreinte écologique de l’industrie. À la base de cette transformation, la technologie de fabrication additive joue un rôle crucial en offrant des avantages significatifs en termes de durabilité et en contribuant activement à la promotion des principes de l’économie circulaire. 

L’une des contributions majeures de la fabrication additive à la durabilité réside dans sa capacité à réduire considérablement les déchets matériels. Contrairement aux méthodes traditionnelles de fabrication, où des matériaux sont souvent soustraits de grandes pièces pour créer des formes spécifiques, la fabrication additive permet une utilisation plus efficace des matériaux. La technique de dépôt de matière couche par couche permet de construire des objets avec une précision microscopique, minimisant ainsi le gaspillage de matière. Cette approche « juste-à-temps » contribue non seulement à une utilisation plus responsable des ressources, mais également à des économies substantielles de matériaux précieux. 

La réduction des déchets s’accompagne également d’une opportunité accrue pour la réparation et la régénération d’objets. La fabrication additive permet la création de pièces de rechange personnalisées et la restauration d’articles défectueux, prolongeant ainsi leur durée de vie utile.  De plus, les technologies de fabrication additive permettent la fabrication d’objets plus légers et plus efficaces sur le plan énergétique, contribuant ainsi à une réduction globale de l’empreinte environnementale associée à la production, à la logistique et à l’utilisation des produits. 

Les défis et travaux à venir  

Malgré les succès indéniables de la fabrication additive, elle fait face à un ensemble de défis qui exigent une attention continue pour assurer son intégration harmonieuse et son adoption généralisée au sein de l’industrie. 

  • La standardisation des processus et des matériaux demeure l’un des obstacles majeurs.  Cette absence de normes universelles pose des défis considérables pour la collaboration et l’échange transparent d’informations entre les acteurs de l’industrie.  
  • La sécurité des données et la protection de la propriété intellectuelle émergent comme des préoccupations cruciales à mesure que la fabrication additive se déploie dans des secteurs sensibles.  
  • Le coût initial élevé des équipements demeure un frein à une adoption plus large de la fabrication additive. Les investissements nécessaires pour acquérir et maintenir des imprimantes 3D avancées peuvent représenter un obstacle financier significatif. 
  • Enfin, la formation des travailleurs représente un autre défi à relever. L’utilisation efficace de la fabrication additive nécessite une expertise technique et une compréhension approfondie des logiciels et des procédures spécifiques à cette technologie. 
Pièce métallique complexe conçue par fabrication additive
Pièce métallique 3D façonnée en fabrication additive

Les défis qui subsistent soulignent la nécessité d’une approche holistique et coordonnée pour assurer le succès continu de la fabrication additive, mais cette innovation a parcouru un chemin extraordinaire au cours des dernières années, passant d’un outil de prototypage à une technologie de fabrication mature et polyvalente.

Alors que les avancées technologiques se poursuivent, il est essentiel de reconnaître les défis restants et de concentrer les efforts sur la résolution de ces problèmes. La fabrication additive s’impose non seulement comme une méthode de production, mais comme une force transformante qui façonne l’avenir de la fabrication, grâce à la collaboration continue entre l’industrie, la recherche, les régulateurs et les passionnés qui contribuent à sa démocratisation. L’influence des brevets libérés, tels que ceux liés à la technologie FDM, a joué un rôle crucial dans l’accélération de cette révolution, faisant de la fabrication additive une réalité accessible à tous. 

N’hésitez pas à prendre RDV pour visiter la vitrine technologique du CEI MTL et en apprendre plus sur la fabrication additive.