L’impression 3D métal c’est quoi ?

Plusieurs technologies permettent aujourd’hui d’imprimer des pièces en métal. Les groupes Fives et Michelin se sont associés pour créer un champion national qui développe deux des technologies additives les plus performantes : le LBM (Laser Beam Melting) qui permet la fabrication de pièces complexes en une seule opération, en utilisant la fusion sélective sur un lit de poudre et le DED (Direct Energy Deposition) dans laquelle l’énergie thermique focalisée est utilisée pour fondre la poudre injectée directement avec le faisceau laser. Déjà utilisées par de nombreux acteurs dans tous les domaines industriels, elles permettent d’intégrer des améliorations notoires telles que rapidité de production, allègement, simplification, assemblage de fonctions, optimisation fonctionnelle ou thermique, et bien d’autres qui sont autant d’avantages clefs pour la conception et la fabrication de pièces.

L’application au MCO : les opportunités

La capacité à produire des pièces en remplacement des pièces défectueuses est une composante importante du MCO. Le principal défi tient dans la réactivité de la capacité de production et de la chaîne logistique. L’impression 3D peut révolutionner le MCO en rendant possible la dématérialisation du processus traditionnel fondé sur le triptyque production, stockage et acheminement. Une fois conçue en impression 3D, pouvoir reproduire une pièce à la demande, éventuellement au plus près de son utilisateur grâce à la mobilité des imprimantes, induit une rupture majeure dans la conduite du MCO tout en offrant de substantielles réductions de coûts. Cela évite notamment de constituer des stocks de pièces aux prévisions de consommation aléatoires.

Les multiples applications de l'impression 3D métallique peuvent révolutionner le maintien en conditions opérationnelles (MCO)

Pour certaines pièces conçues de manière traditionnelle, dont l’outillage existe toujours, la fabrication et l’approvisionnement classique resteront la norme. Cependant la fabrication additive peut représenter une véritable opportunité pour débloquer rapidement une situation critique quand des matériels sont bloqués en attente d’une ou de plusieurs pièces métalliques.

Au plan opérationnel, l’impression 3D offre donc une agilité et une flexibilité sans équivalent.

Au plan industriel, elle permet d’éviter le maintien de capacités de production pour des équipements anciens ou des outillages, dont l’occurrence du besoin devient faible. L’impression 3D offre ainsi la possibilité de prolonger ou même de remettre en service, éventuellement de façon ponctuelle, certains équipements et permet une grande agilité dans la gestion de la vie des matériels.

Les capacités soumises à des contraintes importantes en matière de ravitaillement (systèmes déployés sur des théâtres d’opérations, porte-avions, station spatiale, etc) y trouvent aussi un avantage considérable grâce à l’utilisation d’unités mobiles capable de produire ou réparer des pièces. Les deux technologies LBM et DED offrent des complémentarités intéressantes, la première permettant de produite une pièce à la demande et la deuxième, par ajout de matière, de réparer et consolider une pièce avec une qualité de matériau au même niveau que la pièce d’origine.

L’utilisation d’un équipement permet par ailleurs de gagner en expérience sur son fonctionnement et de proposer des modifications.

L'impression 3D peut révolutionner le MCO en rendant possible la dématérialisation du processus traditionnel fondé sur le triptyque production, stockage et acheminement

L’impression 3D offre la possibilité de prototyper de nouvelles solutions, soit en créant une pièce modifiée, soit par l’ajout de fonctions sur des pièces existantes. Là encore les deux technologies LBM et DED montrent leur complémentarité et accélèrent la boucle du retour d’expérience.

L’application au MCO : les défis

Comme toute innovation de rupture, l’impression 3D au service du MCO présente des défis à relever. Le plus important est certainement le changement d’organisation qui conduit à revoir toute la chaîne traditionnelle et à profondément remanier des concepts et des doctrines. Il ne s’agit pas seulement de mettre en œuvre une nouvelle technologie mais bien d’une véritable transformation de la façon d’aborder le MCO.

Dans cette transformation, la question de la propriété intellectuelle des fichiers nécessite une réflexion globale entre ceux qui conçoivent et ceux qui utilisent les pièces. S’ajoute à cette question celle de la certification, éventuellement temporaire dans le cas de dépannage d’urgence, de la traçabilité et de la sécurité des fichiers dans l’intégralité de la chaîne numérique.

Un autre défi tient dans la capacité à former les différentes composantes des ressources humaines du MCO pour mieux les accompagner dans la compréhension des opportunités et des contraintes de cette nouvelle technologie.

Aucun de ces défis n’est insurmontable mais ils demandent une approche partenariale d’appropriation de la technologie additive métallique.

Addup : une offre complète et unique pour l’appropriation de l’impression 3D métal

Les groupes Fives et Michelin ont associé leurs compétences, respectivement dans la fabrication de machines industrielles et dans la réalisation de pièces en 3D (Michelin est la seule entreprise au monde à imprimer de manière reproductible et industrielle 1 million de pièce par an) pour créer la co-entreprise Addup dans le but de proposer une offre complète qui intègre la fabrication additive dans la conception et l’exploitation d’ateliers de production totalement automatisés permettant de produire de large volume de pièces imprimées, économiquement compétitives.

Cette offre continue de s’appuyer sur de nouveaux matériaux et des nouvelles fonctions pour améliorer la productivité, la fiabilité, la sécurité, diversifier les usages et préparer l’avenir. Elle développe aussi différents services :

• le conseil, la formation et l’accompagnement des clients depuis la découverte de la fabrication additive jusqu’à son déploiement industriel, en passant par l’identification des pièces éligibles économiquement et techniquement;
• la réalisation de Preuves de Concept, avec une palette de service et une aide à la re-conception des pièces, au choix du matériau et à la technologie de fabrication;
• la vente de machines et de lignes de production automatisées de fabrication additive métallique;
• un concept de mini usine autonome à base de containers modulaires permettant de produire n’importe où, y compris dans des environnements non industriels, avec toutes les étapes de la chaine de production : depuis la conception (dessin sur poste informatique) jusqu’à l’impression et la finition de la pièce. Ces containers sont très adaptés à un usage militaire.

En conclusion

La fabrication additive est un des véhicules les plus prometteurs pour innover dans un domaine, le MCO, resté trop longtemps ancré sur ses schémas traditionnels.

Elle peut révolutionner le MCO si elle s’accompagne d’une transformation des processus et des organisations par une approche partenariale permettant d’apprendre, de gagner en maturité, de définir les objectifs par la compréhension mutuelle des attentes clients et des capacités offertes par la technologie, et d’expérimenter les solutions avant un déploiement à grande échelle.