La fabrication additive accèlere la mise sur le marché de nouveaux produits

Cas client : comment Constructions 3D fabrique des imprimantes 3D à partir de composants imprimés en 3D ?

Des robots qui fabriquent des robots ? Non, ceci n’est pas le scénario du dernier blockbuster hollywoodien. À Bruay-sur-l’Escaut, une ville proche de Valenciennes dans le Nord de la France, une équipe d’ingénieurs conçoit des imprimantes 3D capables d’imprimer du mortier et d’ériger des bâtiments en un temps record. Particularité, celles-ci sont en partie composées d’éléments eux-mêmes imprimés en 3D. Explications !

L’innovation industrielle est aujourd’hui facilitée par la démocratisation des outils de fabrication digitale. Du prototypage jusqu’à la fabrication de pièces finies à la demande, l’impression 3D permet d’accélérer la mise sur le marché de nouveaux produits et de réduire les coûts associés à la recherche et au développement. Un nombre croissant de sociétés s’approprient ces nouveaux outils et les intègrent dans une approche agile de la production.

La révolution de la 3D au service de l’industrie

C’est le cas de Constructions 3D, une start-up spécialisée dans la fabrication d’imprimantes 3D béton. Le fondateur de l’entreprise, Antoine Motte, n’est pas un novice de l’impression 3D. Co-fondateur de l’entreprise Machines 3D, l’un des principaux revendeurs européens de matériel de fabrication digitale, cet ancien ingénieur du bâtiment est bien au fait des avantages offerts par la fabrication additive. Il s’est logiquement tourné vers cette technologie pour l’aider à développer ses premières imprimantes 3D béton. Depuis sa création en 2017, Constructions 3D a déjà lancé la commercialisation de 3 modèles d’imprimantes 3D à mortier : la Mini Printer EDU, la Mini Printer Pro et la Maxi Printer. En 2019, l’entreprise a sorti de terre le premier bâtiment construit via impression 3D de France grâce à son imprimante Maxi Printer.

Pour Didier Malbranque, cofondateur de l’entreprise et responsable de la production, passer du prototypage à la commercialisation en si peu de temps est désormais possible grâce à la démocratisation des outils de fabrication additive et de modélisation 3D industrielles. Après plus de 35 années d’expérience dans l’industrie en tant qu’expert machine hydraulique, le responsable a assisté avec intérêt à l’arrivée de la 3D dans l’industrie et a compris l’enjeu d’intégrer les nouveaux outils de fabrication numérique au sein de sa ligne de production.

Au début du projet, l’expert machine s’est formé en autodidacte aux techniques de conception et de fabrication assistées par ordinateur. Il lui fallait notamment apprendre à concevoir des pièces optimisées pour l’impression 3D. Cela lui a permis de produire en interne des composants dont il avait besoin pour les Mini et Maxi Printer, ainsi que des outils sur mesure adaptés aux contraintes du projet. Avoir la possibilité de dessiner et d’imprimer ses pièces en 3D à la demande s’est avéré un atout de taille pour développer de manière rapide et continue les fonctionnalités des machines :

“La fabrication additive est essentielle pour l’innovation car elle offre ‘le droit à l’erreur’. Grâce aux imprimantes 3D et à la modélisation, il est possible de dessiner une pièce le matin, de la fabriquer l’après-midi et de la tester le lendemain matin. Si celle-ci n’est pas optimale, on recommence tout aussi rapidement jusqu’à trouver la bonne formule... pour une fraction du coût et du temps en comparaison au prototypage traditionnel.” - Didier Malbranque, responsable de la production chez Constructions-3D

Les avantages des imprimantes 3D industrielles

Dans les ateliers de Constructions-3D, les imprimantes 3D tournent à plein régime. L’équipe s’appuie notamment sur des imprimantes 3D industrielles Tiertime X5. Elles sont utilisées pour imprimer toutes sortes de pièces allant des buses, aux raccords de profilés, en passant par les engrenages. Un des avantages de la Tiertime X5 est de permettre à l’équipe de fabriquer des pièces en continu de manière autonome. Ces imprimantes sont en effet dotées d’un chargeur de plateau automatisé et peuvent être équipées d’un convoyeur conçu par Machines-3D. Il suffit d’envoyer ses pièces à la X5 qui s’occupe ensuite de sortir les plateaux à la chaîne. “Cela permet par exemple de lancer des impressions avant de partir en week-end et de retrouver toutes ses pièces imprimées le lundi matin, prêtes à être testées et installées pendant la semaine” indique le chef de la production, avant d’ajouter qu'“une partie des pièces imprimées en 3D finissent par équiper les imprimantes béton en sortie d’usine, d’autres seront usinés chez des prestataires”.

De gauche à droite : Les pièces imprimée sur la Maxi Printer (en gris), des pièces imprimées, une pièce de Mini Printer EDU thermoformée avec une Vaquform depuis un moule imprimé en 3D, la Tiertime X5 et son convoyeur

Dans le cas de la Mini Printer EDU, le responsable production estime que 20% des composants de la machine sont imprimés en 3D. C’est le cas notamment des raccords qui relient les profilés en aluminium. Cette approche de fabrication présente de nombreux avantages. Plus besoin par exemple de fabriquer des pièces en série à plusieurs milliers d’exemplaires, il suffit de les imprimer à la demande.

“Avec l’impression 3D, on est rentable dès la première pièce et surtout, on s’affranchit des logiques d’économie d’échelle des productions classiques” constate Antoine Motte. Dans la fabrication traditionnelle, pour être rentables, les pièces doivent être fabriquées en grande quantité. Cela représentait un frein pour des productions en petite et moyenne série. L’impression 3D à la demande permet dès lors d’éviter le gaspillage et les contraintes associées au stockage de pièces détachées. 

Du flux numérique vers la production agile

La flexibilité offerte par la production à la demande se traduit également par plus d’efficacité, ainsi qu’une meilleure maîtrise des coûts et des délais pour l’organisation. Les imprimantes peuvent fabriquer tous types de pièces, dans une large variété de formes et de matériaux. Ce qu’il n’est pas pertinent d’imprimer en pièce finale peut être usiné chez un prestataire en envoyant les modèles 3D : “le fichier 3D est le point de départ qui permet d’optimiser l’ensemble de la chaîne de production”. Un des autres avantages étant qu’en cas de casse chez le client, il suffit de réimprimer la pièce et de lui envoyer. Si le client est lui-même équipé d’une imprimante 3D, il est en mesure d’imprimer lui-même les pièces dont il a besoin pour réparer ou mettre à jour sa machine.

L’innovation est au cœur de l’ADN Constructions-3D. En tant que fabricant d’imprimantes 3D spécialisées, l’entreprise a compris les avantages d’intégrer la fabrication additive directement au sein du processus de production. Flexible, efficace, rapide, la production à la demande via impression 3D permet à l’entreprise de s’adapter en temps réel à l’évolution des besoins des consommateurs. Cette approche permet à la jeune entreprise de croître en gardant le contrôle en interne de ses capacités de production.

Client : Constructions-3D (siteweb)

Produits présentés : Machines-3D est le distributeur Européen des imprimantes 3D Tiertime et Constructions-3D. Pour en savoir plus sur ces produits ou rejoindre notre réseau de revendeurs, contactez Machines-3D.