Fabrication additive métallique
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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 :