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Accueil / Usine numérique / La fabrication additive

Usine numérique

04-06-2015
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La fabrication additive

Un procédé innovant, né en France il y a 30 ans

Plus connue par le grand public sous le terme d’impression 3D, la fabrication additive désigne les procédés de fabrication par ajout de matière, la plupart du temps assistés par ordinateur.

A la différence de techniques de fabrication "conventionnelles" (usinage, par exemple), ce processus de production ne fait appel à aucun outillage : elle regroupe l'ensemble des techniques permettant de fabriquer, couche après couche, un objet à partir de fichiers numériques.

Ce concept est né au milieu des années 80 dans les laboratoires de l'Ecole Nationale de Chimie de Nancy. L'équipe du Professeur Jean-Claude André étudiait alors la photopolymérisation des résines, posant les premières bases de la stéréolithographie.

Le premier brevet a été déposé le 16 juillet 1984 pour le compte de la compagnie industrielle des Lasers CILAS ALCATEL, puis deux autres en juin 1985 (N° FR 2583333 et N° FR 2583334).
En 2013, le Groupe industriel Gorgé a racheté l'unique fabricant français de machines d'impression 3D et créé une filiale dédiée à ce marché en croissance (Prodways).

Un processus en 4 étapes

Derrière le terme "impression 3D", se cachent en réalité plusieurs procédés de fabrication à base de transformation de liquides, de poudres ou de solides. Leur point commun réside dans la superposition de couches successives de matériaux. Le processus commun de fabrication à l'ensemble des procédés est le suivant : 

  1. La collecte des données numériques (fichier CAO 3D et création du fichier STL)
  2. La préparation des fichiers : corrections, orientation, positionnement des pièces à produire dans l'espace virtuel machine, mise en place des supports, "tranchage"
  3. La fabrication à proprement parler
  4. La finition : nettoyage des pièces, enlèvement des supports, sablage, usinage, traitement de surface, etc.

Les applications  et les paliers à franchir

L'étude Viavoice pour Les Echos « Les Français et l’innovation » classe l’impression 3D comme l’innovation la plus utile des prochaines années. Tandis que le spectre des secteurs touchés par cette technologie ne cesse de s’élargir (aéronautique, spatial, santé, alimentaire, bijouterie, construction immobilière), son expansion s'explique par la combinaison de plusieurs facteurs :

  • la fabrication de pièces ou d'ensembles à architectures 3D complexes, structures multicouches ou multimatériaux impossible à fabriquer de manière conventionnelle
  • concevoir des composants personnalisés sans coût supplémentaire
  • les avantages économiques induits lors de la production de petites séries
  • optimiser la gestion des stocks et la logistique faisant appel à une production de proximité
  • un gain écologique : les poudres de matériaux non utilisés lors de la production sont recyclées lors d'un autre cycle de fabrication

Le déploiement d'imprimantes 3D nécessite cependant une série de changements dans les habitudes de travail et les outils de modélisation / calcul associés. Les bureaux d'études doivent notamment changer leur manière de concevoir un produit avec leurs clients pour tirer profit de cette technologie.

Pour aller plus loin...

Grâce à son réseau de partenaires, le programme Usine Numérique de Rhône-Alpes permet à des PME / PMI de faire leurs premiers pas en fabrication additive.

Plus d'informations sur le programme Usine Numérique de Rhône-Alpes


Alban KARNAVOS
Chef de projet Usine Numérique Régionale
06 08 87 09 59
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Ils ont réagi

Michel Cabrera (le 29-02-2016, à 20h51)
Bonjour Monsieur
Etant co-auteur des brevets N° FR 2583333 et N° FR 2583334, je suis content de voir ces brevets sortir de l'oubli.
Bien cordialement.
M. Cabrera, chercheur CNRS.