Avantages et inconvénients de ce procédé
La fabrication additive est un concept relativement récent qui regroupe les différents procédés de production destinés à fabriquer des objets solides ou tridimensionnels à partir de conceptions numériques préalablement établies. 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 sur la construction d'une pièce couche par couche. Elle permet d'obtenir la pièce souhaitée dans un matériau donné, qu'il s'agisse de plastique, de métal, de béton ou même de matières comestibles. L'un des atouts de l'impression 3D est son éventail de possibilités quasi infini, qui dépasse largement les limites rencontrées jusqu'ici par la fabrication industrielle.
Certains experts parlent même d'une quatrième révolution industrielle, susceptible de profiter à des secteurs économiques très différents les uns des autres. Si sa part de marché reste encore modeste, les perspectives de croissance sont pratiquement incalculables.
Parmi les applications possibles de la fabrication additive figurent 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 large, et il est prévisible qu'elle s'applique à l'avenir à bien d'autres industries et secteurs.
Vous découvrirez 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 toute une série de bénéfices en 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 aux défis économiques, énergétiques et environnementaux du monde actuel. Voici les principaux :
Une production plus rapide
L'un des facteurs les plus déterminants pour déclencher une révolution industrielle est la rapidité de fabrication d'un produit. C'est déjà ce qui s'est produit avec l'automatisation de la production en usine. La fabrication additive va un cran plus loin : elle peut réduire jusqu'à 90 % les délais d'obtention d'un produit.
Avec un processus de production plus rapide, le coût par pièce fabriquée diminue. De même, les matériaux destinés à l'impression 3D sont généralement moins chers.
Réduction des coûts
Les technologies de fabrication additive numérisent beaucoup plus le processus de production, ce qui réduit les coûts logistiques. Associée à la rapidité de fabrication, elle rend inutile de disposer de grands stocks de matières de production. De même, la demande d'une pièce ou d'un produit précis peut être satisfaite immédiatement. L'entreprise qui adopte ce type de fabrication n'a plus besoin de vastes espaces de stockage, ce qui représente une économie de coûts considérable.
Économies d'énergie
Les machines qui réalisent la fabrication 3D consomment moins d'énergie. Les produits fabriqués ont une masse plus faible : leur production est donc plus simple et moins coûteuse sur le plan énergétique. Les imprimantes 3D ne consomment pas l'énergie de 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, car la matière première occupe moins de place. De plus, certaines technologies spécifiques 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.
Types de fabrication additive
Il existe différents types de procédés de fabrication additive, qui n'ont cessé de s'améliorer et d'innover pour offrir une meilleure rentabilité de production ainsi que des applications pratiques pour différents secteurs.
L'un des plus anciens est la stéréolithographie, qui utilise des résines liquides et des faisceaux de lumière ultraviolette.
Il existe aussi d'autres technologies, comme le frittage sélectif par laser (SLS), qui travaille à partir de poudres métalliques. On fait d'abord fondre ces poudres, puis on les resolidifie couche après couche pour obtenir la forme souhaitée.
Enfin, il y a le moulage par injection, plus couramment appelé DLMD.
Il part d'un matériau de base qui est fondu et d'un autre matériau en poudre, qui finissent par être assemblés.