Fabrication additive métallique

05 —
Fabrication
additive métallique
La Loire, barycentre français d’un nouveau paradigme de fabrication ?
—
Boucles DE Sobriété
et efficacité
des ressources
Fabrication additive
métallique
CONTACT :
CETIM
Bruno Davier
Chargé de mission
ViaMéca
Franck Simon
Responsable Thématiques
« Procédés Avancés
de Fabrication »
et « Ingénierie Des
Surfaces »
Bruno.Davier(a)cetim.fr
04 77 79 40 24
Impression 3D
f.simon(a)viameca.fr
06 42 43 80 13
CONTEXTE Depuis la naissance de la mécanique, on fonctionne par
fabrication soustractive : on enlève de la matière (usinage)
d’un bloc de matière première. Un nouveau paradigme
arrive désormais à maturité : la fabrication additive.
Par différence à l’impression 3D qui se préoccupe de réaliser
des volumes, la fabrication additive permet de fabriquer des
pièces fonctionnelles (polymères ou métalliques) avec des
propriétés de tenue matière et des caractéristiques mécaniques garanties, par exemple pour des applicatifs dans la
santé et l’aéronautique. Il y a de fortes compétences sur la
fabrication additive métallique dans la Loire et plus généralement en Rhône-Alpes. Il reste encore quelques marches
d’escalier à franchir pour le passage de cette technologie à
un stade pleinement industriel, mais ces marches sont bien
établies et les programmes de R&D sont en place pour les
franchir.
Le département de la Loire (technologie laser) et la région
Grenobloise (technologie faisceau d’électrons) ont une forte
présence sur ce thème et couvrent toute la chaîne de valeur
sur cette technologie, depuis les aspects conception des
poudres jusqu’à la pièce fonctionnelle.
Des moyens importants sont déjà en place et d’autres sont
budgétés afin de compléter ces équipements, comme la
future plateforme d’élaboration des poudres qui sera installée à Saint-Étienne : on peut dire que le territoire ligérien,
et plus largement rhônalpin, est au barycentre français de la
fabrication additive métallique.
PROJET Le CETIM est au cœur de cette révolution technologique.
Il a débuté ses travaux sur ces technologies en 2002.
Beaucoup d’étapes ont été franchies depuis : certains
portent déjà sans le savoir des objets fabriqués grâce à la
fabrication additive. Des prothèses dentaires par exemple,
dont la partie métallique est désormais produite de cette
façon, le prothésiste ajoutant ensuite une surface en céramique. Car l’un des intérêts de la fabrication additive est de
produire des objets parfaitement personnalisés.
Pour d’autres applications de santé ou industrielles, on est
en train de passer de la preuve de concept (TRL Technology
Readiness Level) au niveau de transfert technologique (MRL
Manufacturing Readiness Level). En aéronautique, par
exemple, il n’y a pas encore de pièces critiques aéronautiques en vol (il y a déjà des pièces secondaires en vol), mais
on est en train de passer au niveau suivant.
La clé d’entrée pour les industriels intéressés par la
Recherche & Développement en fabrication additive est le
pôle ViaMéca. Au sein de ce pôle de compétitivité ViaMéca,
le groupement RAFAM (Rhône-Alpes Fabrication Additive
Mécanique) s’est constitué avec les acteurs scientifiques
régionaux. Quand un industriel a une question, RAFAM
Cette fiche initiative est extraite du livret STREET réalisé par le CIRIDD en mars 2015 – [email protected]
www.iddlab.org/street
Projet conduit avec le soutien de :
est une instance qui peut apporter une réponse adéquate
(individuelle ou collective, formation, recherche, transfert)
construite par l’ensemble des acteurs. RAFAM stimule aussi
de nouveaux projets de R&D avec des industriels.
Les acteurs de cette communauté se sont réparti les rôles :
• Analyse du Besoin, définition d’un CdC : pilote CETIM
• Mise à disposition de moyens, tests et essais : pilote CETIM
• Formation : pilote ENISE
• Projets de Développement: pilote ViaMéca
• Transfert et industrialisation : CETIM
À côté de cette démarche de recherche & développement,
les premiers acteurs se positionnent :
• Le groupe COMEFOR a créé la première société industrielle ligérienne de fabrication additive : 3D&P qui possède une machine de fusion sélective par laser et un
bureau d’étude dédié à la conception et la co-conception
de ce type de pièces.
• À l’issue du programme FADIPERF (fabrication additive
d’implants personnalisés et fonctionnalisés) piloté par le
CETIM, la société TORNIER a décidé d’intégrer le moyen
de production (machine EOS) dans ses locaux de Montbonnot en Isère et une start-up, One Ortho, a été créée
par un des participants. (voir la fiche 08 One Ortho Medical). Evolutis et Aston Medical, entreprises ligériennes du
secteur des dispositifs médicaux, étaient également présentes dans ce projet.
Selon le cabinet américain Wohlers Associates, c’est plus
de 348 imprimantes 3D métal qui ont été vendues en 2013
dans le monde entier en comparaison aux 198 unités
commercialisées en 2012, soit une hausse de 76%. « Des
compagnies comme Airbus, General Electric et Lima Corporate utilisent ces machines pour produire des pièces
complexes en métal pour la prochaine génération de produits utilisés dans l’aérospatiale ou le médical » explique
le président de Wohlers Associates.
Il est essentiel aussi de réfléchir au rendement matière
et au réemploi de la matière première dans une logique
d’économie circulaire, notamment pour les matériaux
chers (or, titane, matériau biocompatible, …).
Les impacts de l’utilisation des poudres sur les conditions
de travail, l’hygiène et la sécurité restent aussi à appréhender plus complètement. En raison de la maturité technologique actuelle, ces sujets n’ont pas été suffisamment
investigués sur un plan opérationnel, mais ils sont très
importants pour le passage en phase série à des coûts et
des impacts santé environnement maitrisés.
PERSPECTIVES Cette dynamique de transition vers la fabrication additive est
accompagnée. L’ARDI Rhône-Alpes propose, par exemple,
aux PME de Rhône-Alpes, de faire leurs premiers pas vers
la fabrication additive dans le cadre du programme Performance PME. Un accompagnement subventionné à 65% par
la Région Rhône-Alpes. Bpifrance a récemment organisé
une rencontre stratégique des acteurs de la filière Fabrication Additive et accompagnera cette transformation par le
financement des innovations au travers de différents outils.
Exemples de pièces réalisées en fabrication additive métallique
Le principal enjeu se situe
aujourd’hui dans l’appropriation
de ces procédés dans le milieu
industriel, et il est important
que les entreprises françaises
soient positionnées sur ces sujets
d’avenir afin de maintenir leur
compétitivité
Émilie Garcia, expert de la filière Industrie et Benoit
Tabutiaux, expert de la filière Numérique, de la direction Innovation de Bpifrance
Cette fiche initiative est extraite du livret STREET réalisé par le CIRIDD en mars 2015 – [email protected]
www.iddlab.org/street
Projet conduit avec le soutien de :