Impression 3D : levier discret de la 4ème révolution industrielle

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Qui aurait cru que la fabrication moderne puisse se faire sans usine ? Depuis la troisième révolution industrielle, la fabrication a toujours été synonyme d’usines, de lignes de production et d’économies d’échelle. Discrète parmi les dernières technologies constituantes de l’usine 4.0, et bien que certains dénoncent déjà des usages détournés et le non-respect de la propriété intellectuelle, l’ impression 3D tente de penser management industriel et innovation.

 

Fabrication additive : une disruption douce

« Il a fallu 20 ans pour que la 3D produise son premier milliard de revenus. Il a fallu 5 ans pour qu’elle génère le deuxième milliard. Et il ne faudra pas 3 ans pour qu’elle double ce chiffre »

Terry Wohlers, experts du secteur aux Etats-Unis.

________Apparue il y a une vingtaine d’années, l’imprimante 3D gagne en popularité à mesure que la technologie devient plus abordable et que ses usages concrets se multiplient. En effet, elle était presque exclusivement dédiée à la réalisation de pièces non fonctionnelles à vocation didactique pour des prestations de prototypages ou commerciales. Désormais, l’ impression 3D s’invite vers l’aval de la chaîne de valeur. Elle s’utilise pour la production d’objets simples et facilement réplicables ou à l’inverse très complexes et en petites séries.

________En rupture avec la fabrication traditionnelle, l’innovation ici consiste non plus à soustraire de la matière pendant l’usinage mais à en ajouter. La fabrication additive, en opposition à la fabrication soustractive, est un procédé logiquement bien plus économique.

Impression 3D Astek

________Sa démocratisation progressive stimule l’innovation. A l’origine, seul le plastique était utilisé, aujourd’hui, il existe une impressionnante variété de matériaux pouvant être imprimés comme le métal, le béton, la céramique, la nourriture, le verre. La recherche teste des matières biocompatibles ou biologiques, on parle de bio-impression, ce qui place Luc Besson à l’avant-garde de cette disruption !

 

Micro : Quelles sont les promesses de l’ impression 3D ?

________En phase d’adoption dans de nombreux secteurs d’activité, l’ impression 3D s’invite dans l’usine du futur. Sa proposition de valeur s’articule autour de quatre principaux bénéfices produits.

__________Des possibilités infinies

________Jusqu’à présent, pour baisser le coût de production unitaire des produits, l’industrie était pensée en volumes et à mesure, les technologies plus sophistiquées ont conduit les industriels à investir dans de nouvelles machines plus performantes, plus chères et pour les amortir, les quantités produites ont continué d’augmenter. Le principe d’économie d’échelle était né.

________L’ impression 3D réinvente le management industriel en regroupant une infinité de produits hétérogènes en un seul outil. La customisation de la ligne de production ne nécessite plus d’investissements supplémentaires résultant en un gain de flexibilité. L’impact de la fabrication additive sur les économies de gamme peut dépasser son impact sur les économies d’échelle.

Impression 3D Astek seuil de rentabilité

__________Une personnalisation inégalée

________L’ impression 3D favorise une meilleure satisfaction client en proposant des produits mieux adaptés aux besoins. Devenue incontournable dans la santé, elle est utilisée pour la fabrication de prothèses sur-mesure, mais aussi pour la réplication personnalisée d’organes lors de préparations préopératoires pour guider la procédure et ainsi réduire les risques de complications ou d’erreurs. Elle contribue à raccourcir le temps opératoire et permet une meilleure récupération pour les patients.

__________La capacité de produire plus léger

________La fabrication additive permet d’utiliser de nouveaux matériaux plus résistants et plus légers. Elle intervient dans l’allègement des outils pour soulager le quotidien des opérateurs et diminuer la pénibilité, participant ainsi grandement à l’amélioration des conditions de travail.

________Associée à l’optimisation topologique, technique numérique qui vise à réduire au minimum le poids d’une pièce là où aucune force ne transite, l’ impression 3D répond notamment aux contraintes liées aux enjeux majeurs de weight management en réalisant des pièces plus aérodynamiques.

Impression 3D Astek Processus d'optimisation topologique

__________… de produire plus grand

________La fabrication additive ouvre la voie à des systèmes fonctionnels toujours plus élaborés aux géométries plus complexes, parfois amovibles avec un nombre restreint de composants. C’est le cas de la filiale aviation du groupe General Electric qui produit les buses de carburant de ses moteurs en une seule pièce lorsque vingt étaient nécessaires, supprimant ainsi les étapes intermédiaires d’assemblage. De nos jours, il est possible d’imprimer intégralement, pour moins de 10.000 euros et en seulement 24h, une habitation de 38m² à l’aide d’une imprimante 3D munie d’un bras télescopique. Une innovation prête à bouleverser le monde de la construction.

 

Macro : La nouvelle alliée de la performance industrielle et de l’innovation

                Le succès de l’ impression 3D repose sur l’idée qu’elle apporte une double réponse : elle prolonge l’esprit « lean » au sein des entreprises et elle adresse des besoins insatisfaits par les technologies conventionnelles. Les défis industriels actuels sont ceux de marchés internationaux très concurrentiels où chaque acteur doit gérer efficacité opérationnelle et amélioration continue en activant les leviers d’optimisation à sa disposition.

__________Redéfinition de la supply chain

________Le paysage industriel change, les fondements de la production qui conduisaient à l’off-shore tendent à s’inverser vers un retour de la fabrication vers l’in-shore. Les business models évoluent en conséquence avec en exemple : « ship the design, not the product ».

________L’ impression 3D implique de sérieuses modifications de la chaîne logistique, elle autorise notamment la production à proximité du point de consommation. La production sur site réduit les délais et les coûts logistiques d’approvisionnement, de livraison et la fabrication « juste-à-temps » diminuent ceux liés au stockage. La NASA a d’ailleurs envoyé une imprimante 3D dans la station internationale capable de produire des outils et pièces de rechanges. Les cycles de développement des produits sont eux aussi réduits grâce au prototypage plus rapide et disponible sur place. Par conséquent, le temps de mise sur le marché des produits issus de la fabrication additive sont bien plus courts que ceux issus des technologies de fabrication traditionnelles. Les économies qui en découlent sont substantielles.

__________Démocratisation de la fabrication

________La démocratisation de l’ impression 3D encourage le Do it yourself. En intégrant les fonctions de production, les petites et moyennes entreprises qui ne pouvaient rentabiliser les technologies de fabrication conventionnelle pour de petits volumes maîtrisent désormais l’ensemble du processus éliminant les coûts de sous-traitance.

Impression 3D Astek cycle technologique

________Les principales difficultés rencontrées aujourd’hui (vitesse d’impression, qualité ou taille des objets) s’estompent à mesure que la technologie mûrit. L’avantage compétitif de l’ impression 3D pour les petites et moyennes séries s’accroît et le recul progressif des barrières à l’entrée favorise l’insertion de nouveaux entrants. La course à l’innovation est lancée et de nombreuses startups se créent et participent à la transformation de nombreux secteurs. Avec un capital minimum, ces sociétés plus agiles et aux time-to-market réduits seront capables de concurrencer même les grands groupes une fois leur marché de niche stabilisé.

 

Conclusion

________Cette nouvelle réalité est technologiquement passionnante, elle interroge sur la manière dont nous concevrons et fabriquerons les objets de demain et nous invite à repenser les activités de base constituantes de la chaîne de valeur. S’il est évident que les usines ne sont pas vouées à disparaître, le visage de l’industrie moderne est destiné à évoluer.

________Si le concept se veut disruptif, promet des gains considérables, il lui faudra encore un peu de temps avant qu’il ne s’impose plus largement dans les entreprises ou notre quotidien. Internet a démocratisé l’innovation en octets, l’ impression 3D démocratise l’innovation couche après couche.

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