Aller au contenu principal
Avantages de l'impression 3D

22 février 2021

Les avantages de l'impression 3D

L’utilisation de l’impression 3D se démocratise de plus en plus et révolutionne le système de fabrication de nombreuses industries. En effet, la fabrication additive devient une alternative aux techniques de fabrication telles que le moulage par injection. Quels sont les avantages de l’impression 3D ? Pour quelles industries et applications peut-elle s’avérer particulièrement utile ? Sculpteo, partenaire du pôle Performance Industrielle de Polyvia, nous éclaire sur le potentiel de l'impression 3D.

Du médical à l’ingénierie en passant par la mode, la fabrication additive offre des possibilités différentes et adaptées en fonction des industries, des applications ou de la taille des entreprises qui l'utilisent. Découvrez-en davantage sur le potentiel de cette technique de fabrication pour votre entreprise.

1. Réactivité et rapidité de production

La fabrication additive est une bonne solution si vous avez besoin d’accélérer votre développement produit. Vous obtiendrez des itérations plus rapidement et de façon plus efficace qu’avec d’autres techniques de fabrication. En effet, l’impression 3D est la technique de prototypage rapide la plus aboutie, seul un fichier 3D est nécessaire au développement de votre projet, permettant des modifications, ajustements et itérations dans les plus brefs délais. Ce procédé remplace les semaines ou mois de développement par quelques jours. Cela signifie que si vous n’êtes pas satisfait avec vos premières pièces, vous pourrez réaliser de multiples itérations, effectuer des modifications et en imprimer de nouvelles versions. Que ce soit pour le test de prototypes fonctionnels ou pour le développement d’un design, cette méthode de fabrication vous aidera à gagner du temps aussi bien pour votre prototypage que pour votre production.

Accélérer le développement de produit résulte en une mise en production plus rapide de votre projet ! Du secteur automobile à l’architecture, en passant par les biens de consommation, la réactivité dont peut faire bénéficier l’impression 3D est utile pour toutes les industries, à leurs niveaux et à leurs échelles.

Ces délais peuvent être intéressants pour la validation de concepts, mais aussi pour le développement de pièces requises pour les urgences médicales notamment. La flexibilité et la réactivité offertes par la fabrication additive a notamment été démontrée durant la première vague de la crise du COVID-19. Au moment où les méthodes de fabrication traditionnelles ne pouvaient plus produire assez rapidement, ni en quantité suffisante, la fabrication additive s’est révélée comme étant la solution alternative. Ainsi, des adaptateurs pour respirateurs et protections adaptées pour le personnel soignant ont pu être imprimés en urgence, partout dans le monde.

2. Liberté de design

Un des grands avantages de l’impression 3D est la liberté de design. L’impression 3D permet de s’affranchir des contraintes des méthodes de fabrication traditionnelles, permettant de recréer toutes vos idées et les transformer en des objets réels. Même les géométries les plus complexes deviennent accessibles.

Créer un design pour un procédé d’impression 3D couche par couche est différent de la création de modèle pour le moulage par injection ou pour les techniques de fabrication soustractives.

Le potentiel du design pour la fabrication additive peut vous offrir la flexibilité et la liberté dont vous avez besoin pour développer vos projets.

Le design pour l’impression 3D soulève néanmoins de nombreuses questions. Il faut apprendre à penser de façon additive, afin d’ouvrir le champ des possibles en termes de formes, de géométries, mais aussi sur le plan stratégique. Les experts ingénieurs et designers industriels de Sculpteo Studio peuvent vous accompagner sur ces questions de design.

3. Optimisation des structures

Grâce aux possibilités offertes par les spécificités de la conception pour l’impression 3D, il est possible d’optimiser des produits déjà existants en retravaillant leur structure. Réduire le poids, accentuer la robustesse, réduire les assemblages : ces aspects peuvent tous être travaillés avec la fabrication additive.

Il existe différents types d’optimisation en fonction des pièces.

L’optimisation topologique, par exemple, est une méthode mathématique permettant d’optimiser la répartition de matière sur un espace contraint. Cette technique maximise les performances des pièces. Mais il est également possible d’avoir recours à l’optimisation de la structure en tant que telle. Les matériaux d’impression 3D sont nombreux et tous différents, les caractéristiques du matériau sont autant d’éléments essentiels à prendre en compte au moment de l’optimisation de vos structures. Pour renforcer vos pièces, il existe des structures bien spécifiques qui apportent résistance et légèreté, comme les lattices.

La structure en lattices permet de réduire le poids des pièces tout en les rendant plus robustes !

Semelle orthopedique en impression 3D

Ces structures et optimisations sont particulièrement utilisées dans le secteur de l’aérospatiale, ou même dans le secteur médical. Les secteurs les plus exigeants peuvent avoir recours à ces optimisations, puisqu’il est essentiel d’obtenir des pièces résistantes et fiables.

L’optimisation du procédé d’assemblage via la structure présente également un atout considérable. La fabrication additive offre la possibilité de créer des objets d’un seul tenant ne nécessitant pas d’assemblage supplémentaire après impression. Ainsi, des structures complexes peuvent être créées, et intégrer des fonctionnalités adaptées pour la fabrication de drones par exemple, mais aussi globalement dans la robotique, l’aéronautique, etc.

Drone imprimé en 3D

4. Personnalisation de masse

Changer de produit demande de la main d’œuvre et engendre des coûts. Ces augmentations, à terme, seraient telles qu’elles rendraient l’activité difficilement viable. Changer le moule ou la façon de produire d’une machine est bien sûr possible, mais ne permet souvent pas aux entreprises de personnaliser des objets à grande échelle. C’est pourquoi avant de se lancer dans la personnalisation de masse, il est important d’identifier ce qui peut aisément être modifié et ce qui ne peut pas l’être. Proposer des options de finition différentes peut, en l’occurrence, être une façon avisée de personnaliser en masse.

Lorsqu’il est question de personnalisation de masse, la fabrication additive présente des atouts économiques. L’impression 3D ne requiert pas les moules ou les outils spécifiques sur lesquels peuvent se baser les moyens traditionnels. Avec la mise en place des bons outils digitaux, les choix de personnalisation du client peuvent directement être pris en compte dans un fichier 3D, pour être instantanément mis en production.

Étant donné que cette technologie peut produire 1000 pièces différentes, les produits personnalisés peuvent être imprimés en 3D sans créer de coûts fixes supplémentaires.

La personnalisation de masse offre un avantage pour de nombreuses industries, qu’il s’agisse du médical ou de biens de consommation. L’impression 3D permet de créer des pièces parfaitement sur-mesure, notamment utiles pour la fabrication de prothèses ou de dispositifs médicaux adaptés aux morphologies des patients.  Mais cet avantage peut également être utilisé dans d’autres domaines, afin de créer, par exemple, des lunettes imprimées en 3D parfaitement adaptées à son porteur. En utilisant la fabrication digitale, il est facile d’adapter un design 3D en utilisant un logiciel de modélisation 3D et en imprimant différentes versions du même produit. Pour la personnalisation de masse, la fabrication additive sera alors la méthode la plus efficace et la moins coûteuse pour développer des produits.

5. Variété des matériaux

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, à de nombreux matériaux sont désormais utilisables sur les imprimantes 3D, du plastique à la résine en passant par le métal. Aujourd’hui, des matériaux à hautes performances offrent des propriétés mécaniques avancées, permettant de produire des pièces complexes pour des secteurs exigeants. Sculpteo travaille notamment avec des matières telles que :

Les propriétés obtenues en injection, telles que la résistance chimique et thermique, la rigidité avancée, mais également l'élasticité des pièces sont des caractéristiques parfaitement accessibles avec les technologies d’impression 3D comme le Frittage Sélectif par Laser ou Multi Jet Fusion.

Voici un exemple concernant la rigidité du PA6 MF en impression 3D comparée au moulage par injection :

comparaison de rigidité impression 3D VS injection

La fabrication additive devient une réelle alternative aux techniques de fabrication traditionnelles, offrant une nouvelle façon d’aborder le prototypage et la production d’objets finis. Les technologies d’impression 3D se développent rapidement et tous les ans, des matériaux innovants voient le jour. Ainsi, chaque industrie, qu’il s'agisse de la mode, du médical, du sport ou de production industrielle, tire profit à sa manière de cette technologie de pointe.

Pour avoir plus de détails sur un cas d'application en fabrication additive, contactez notre partenaire Sculpteo.

Pôle Performance Industrielle

Pour découvrir d'autres innovations ou être accompagné dans votre choix de technologie 3D, nous vous invitons à solliciter notre pôle Performance Industrielle.

En savoir plus.

Sur le même thème
Pour aller plus loin