L’impression 3D permet de créer des pièces par un dépôt de matière couche après couche, c’est une modélisation additive. Ce procédé offre bon nombre de possibilités et d’avantages, par rapport aux méthodes de fabrication dites traditionnelles. Presque toutes les industries sont concernés par cette révolution. Entre ses applications prometteuses et les évolutions techniques qui apparaissent continuellement, revenons sur les avantages de l’impression 3D.
Des procédés de plus en plus rapides et efficaces
Nous pouvons commencer par le premier avantage qui est la rapidité avec laquelle nous pouvons passer de l’idée à la conception. Les modèles imaginés, puis retranscrits en dessins sont facilement accessibles dans des banques de fichiers en ligne. En termes de développement et de prototypage cela réduit considérablement les processus de conception de produits. Même très complexes, les modèles sont essayés en très peu de temps et peuvent être modifiés, ajustés, avec une très grande facilité. Dans les méthodes traditionnelles, il faut parfois plusieurs jours, entre les plans et le lancement de la fabrication. L’impression 3D réduit considérablement ce temps long et donc, nous le verrons après, les coûts induits.
De façon traditionnelle, la conception de différentes pièces et leur assemblage demande un plus grand découpage du projet et plusieurs interventions. Le suivi, la vérifications et les manipulations nécessaires complexifient grandement la production de produits détaillés. L’efficacité de la fabrication additive permet ainsi de réduire toutes ces étapes. La possibilité de produire une pièce en très peu d’étapes réduit considérablement la dépendance aux autres procédés de fabrication et donne au concepteur un plus grand contrôle sur le produit final.
Des coûts considérablement réduits
Lorsque l’on évoque les coûts de fabrication, on les classe en trois catégories. Il y a les coûts de fonctionnement des machines, les coûts des matériaux et les coûts de la main-d’œuvre.
Les machines et leur consommation
Au niveau des machines, la consommation d’énergie d’une imprimante 3D pour les particuliers reste faible. Cette consommation représente celle d’un ordinateur personnel et n’entraînent pas de dépenses conséquentes pour un usage régulier et raisonnable. En ce qui concerne les plus grandes structures et les industrielles, la consommation se trouve davantage pointée du doigt. Mais lorsque l’on rapporte cette consommation au temps nécessaire, et la réduction des intermédiaires, cela permet de relativiser.
Les matériaux utilisés
En ce qui concerne les matériaux, avec la démocratisation des imprimantes 3D, les coûts se réduisent peu à peu. Étant donné la spécificité des composants, il est difficile d’évaluer leur rentabilité, d’autant plus que ces coûts peuvent varier considérablement selon la technologie. Les imprimantes FDM de bureau utilisent des bobines de filament en PLA, par exemple, qui coûtent entre 25 et 30 euros par kg, tandis que l’impression SLA nécessite une résine qui se vend environ 150 euros par litre. La gamme de matériaux disponibles pour la fabrication additive rend difficile la comparaison avec la fabrication traditionnelle. Mais dans tous les cas, le coût de ces matériaux est le principal facteur qui contribue au coût d’une pièce fabriquée.
Moins de main d’œuvre
L’un des autre gros avantages de l’impression 3D est le faible coût de la main-d’œuvre. Mis à part le post-traitement, la majorité des imprimantes 3D ne nécessitent très peu d’actions. Un opérateur suffit pour appuyer sur un bouton. La machine suit alors un processus entièrement automatisé pour produire la pièce. Par rapport à la fabrication traditionnelle, où des machinistes et des opérateurs hautement qualifiés sont généralement requis, les coûts de main-d’œuvre pour une imprimante 3D sont presque nuls.
Moins de risques et une plus grande liberté de conception
La commande d’un prototype défectueux coûte du temps et de l’argent au concepteur. Même de petites modifications dans un moule ou une méthode de fabrication peuvent avoir un impact financier important. Le fait de pouvoir vérifier une conception en imprimant un prototype prêt à la production avant d’investir dans des équipements de fabrication coûteux (par exemple, des moules ou des outils et des gabarits) élimine le risque pendant le processus de prototypage. Cela permet de renforcer la confiance dans sa propre conception avant d’effectuer les investissements importants nécessaires à la production en série.
Étant donné que les composants sont construits une couche à la fois, les exigences de conception ne s’appliquent pas, lors de la conception des pièces à imprimer en 3D. Cela donne aux concepteurs une grande liberté et permet de créer facilement des géométries très complexes.
Non seulement l’impression 3D permet une plus grande liberté de conception, mais elle permet également une personnalisation complète des dessins. Comme les technologies de fabrication additive sont efficaces dans la construction de pièces uniques une à la fois, elles conviennent parfaitement à la production ponctuelle.
Ce concept a été adopté par l’industrie médicale et dentaire pour la fabrication de prothèses, d’implants et d’aides dentaires sur mesure. De l’équipement sportif de haut niveau aux accessoires de mode sur mesure, la fabrication additive permet une production rentable de pièces sur mesure en une seule fois.
Accessibilité et durabilité
Bien que la fabrication d’additifs existe depuis plus de 30 ans, la majorité de la croissance a eu lieu dans les années 2010. Cela doit conduire à l’arrivée d’un grand nombre d’imprimantes 3D, ce qui facilite considérablement l’accès des concepteurs à la technologie de fabrication additive. Ce qui était à l’origine une technologie de niche accessible seulement à un petit segment de l’industrie manufacturière est maintenant facilement disponible et est utilisée par un vaste éventail d’industries.
Enfin l’un des avantages de l’impression 3D, et que l’on ne peut plus négligé, et la durabilité des produits, et la réduction de l’impact environnemental. Les méthodes de fabrication soustractives, permettent d’éliminer une quantité importante de matière d’un bloc initial, ce qui se traduit par des volumes élevés de déchets. Les méthodes de fabrication additive n’utilisent généralement que le matériau nécessaire à la construction d’une pièce. La plupart des procédés utilisent des matières premières qui peuvent être recyclées et réutilisées dans plus d’une construction. Par conséquent, le processus de fabrication par adjonction produit très peu de déchets.
L’augmentation du nombre de machines de fabrication d’additifs dans le monde a également eu un impact sur la distance à laquelle les prototypes sont expédiés : des services professionnels d’impression 3D sont créés dans le monde entier. La réduction des exigences en matière d’expédition a un impact positif sur l’environnement. Ceci, associé à la possibilité d’imprimer et de produire des pièces de rechange sur place, se traduit par une empreinte carbone beaucoup plus faible pour la plupart des pièces produites par fabrication additive.
Vous l’aurez compris, les avantages de l’impression 3D, que nous souhaitons bien entendu démocratiser, sont nombreux. Les ressources financières, temporelles, humaines et finalement les matériaux, sont considérablement réduits. Il est sûr que dans les prochaines années, l’impression 3D devrait encore beaucoup faire parler d’elle, et séduire de nouveaux concepteurs.
