La fabrication additive est un concept relativement récent qui regroupe les différents procédés de production permettant de fabriquer des objets solides ou tridimensionnels à partir de modèles numériques établis au préalable. On y trouve, par exemple, les imprimantes 3D, de plus en plus prisées.
La fabrication additive repose sur le prototypage rapide, c'est-à-dire la mise en forme d'un matériau couche par couche. Elle permet d'obtenir la pièce souhaitée dans un matériau précis, qu'il s'agisse de plastique, de métal, de béton ou même de matériaux comestibles. L'un des atouts de l'impression 3D est son éventail de possibilités quasi infini : elle dépasse largement les limites qui existaient jusqu'ici dans la fabrication industrielle.
Certains experts parlent même d'une quatrième révolution industrielle qui pourrait profiter à des secteurs économiques très différents. Si sa part de marché reste encore modeste, son potentiel de croissance est pratiquement incalculable.
Les applications possibles de la fabrication additive concernent notamment l'aérospatiale, la défense et l'automobile. Elle permet aussi de produire des éléments pour le secteur médical et divers biens de consommation, comme des instruments ou des appareils électroniques. La liberté de conception et de production est très grande, et elle devrait à l'avenir s'étendre à bien d'autres industries et secteurs.
Découvrez ci-dessous les bénéfices de la fabrication additive, ses avantages et ses inconvénients, ainsi que les différents modes de fabrication 3D.
Les bénéfices de la fabrication additive, la nouvelle révolution industrielle
La fabrication additive apporte une série de bénéfices pour la production. Il n'y a pas de révolution industrielle sans un ensemble de facteurs qui rendent le processus de production beaucoup plus simple et surtout moins coûteux. Dans le cas de l'impression 3D, ils sont nombreux et répondent en outre aux défis économiques, énergétiques et environnementaux du monde actuel. En voici les principaux :
Une production plus rapide
L'un des facteurs les plus déterminants pour déclencher une révolution industrielle est la rapidité de fabrication. C'est déjà le cas avec l'automatisation progressive de la production en usine. La fabrication additive va encore plus loin, puisqu'elle peut réduire jusqu'à 90 % le temps d'obtention d'un produit.
Avec un processus de production plus rapide, le coût par pièce fabriquée diminue. De plus, les matériaux destinés à l'impression 3D sont généralement plus économiques.
Réduction des coûts
Les technologies de fabrication additive numérisent bien davantage le processus de production, ce qui entraîne une réduction des coûts logistiques. Associée à la rapidité de fabrication, elle rend inutile la constitution de stocks importants de matériaux. De même, la demande d'une pièce ou d'un produit précis peut être satisfaite immédiatement. L'entreprise qui recourt à ce type de fabrication n'a plus besoin de grandes surfaces de stockage, ce qui représente une économie considérable.
Économies d'énergie
Les machines utilisées pour la fabrication 3D consomment moins d'énergie. Les produits fabriqués ont une masse plus faible, si bien que leur production est plus simple et moins coûteuse sur le plan énergétique. Les imprimantes 3D ne consomment pas autant d'énergie que certaines machines lourdes de l'industrie.
Durabilité
L'un des avantages de la fabrication additive est que son adoption favorise le développement durable dont la planète a besoin pour lutter contre le changement climatique. La consommation d'énergie diminue, tout comme les coûts de transport, puisque la matière première occupe moins de place. En outre, certaines technologies de fabrication 3D permettent de recycler et de réutiliser les matières premières, ce qui optimise l'utilisation de la matière et réduit les déchets au minimum.
Les types de fabrication additive
Il existe différents procédés de fabrication additive, qui ont été améliorés et perfectionnés pour offrir une meilleure rentabilité de production et des applications pratiques dans différents secteurs.
- L'un des plus anciens est la stéréolithographie, qui fait appel à des résines liquides et à des faisceaux de lumière ultraviolette.
- Il existe aussi d'autres technologies comme le frittage sélectif par laser (SLS), qui fonctionne à partir de poudres métalliques. Ces poudres sont d'abord fondues, puis resolidifiées couche par couche pour obtenir la forme souhaitée.
Enfin, il y a le moulage par injection, plus connu sous le nom de DLMD. Il fait appel à un matériau de base que l'on fait fondre et à un autre matériau en poudre, qui finissent par s'unir.