L’impression 3D renaît de ses cendres

Rédigé le 16 septembre 2016 par | Nouvelles technologies Imprimer

On ne présente plus l’impression 3D et ses multiples domaines d’application. De la réalisation d’objets impossibles à usiner à la fabrication de pièces de rechange à partir de simples fichiers informatiques téléchargés, les usages sont sans fin.

Il y a quelques années, le monde s’est passionné pour cette technologie qui devait permettre à tout un chacun de produire à l’envi n’importe quel objet physique.

On prédisait même, lors de l’arrivée sur le marché des premières imprimantes 3D à moins de 1 000 euros, que notre modèle économique industriel touchait à sa fin. Les analystes étaient formels : en 2015, chaque foyer aurait son imprimante 3D et produirait à domicile les objets du quotidien…

Avec le recul, force est de constater que ce n’est pas la direction qu’a prise cette nouvelle technologie.

Comme vous le savez que je suis particulièrement vigilant sur les promesses faites autour des nouvelles technologies. Une innovation n’a de sens que si elle peut trouver son marché. Dans le cas contraire, si passionnante qu’elle soit, son potentiel en termes d’investissement restera limité.

Le secret pour éviter les pièges et savoir décoder le chant des sirènes de l’innovation ? Vérifier que les nouveaux concepts ont bien un usage et des clients solvables. Toutes les inventions ont une utilité mais toutes ne justifient pas leur prix.

C’est cette confrontation à la réalité de l’usage qui a sonné le glas de l’impression 3D destinée au grand public. Certes, si vous avez une imprimante chez vous, il est possible d’imprimer une poignée de porte pour quelques centimes d’euros. Certes, vous pourrez prolonger la durée de vie de vos appareils électroménagers si une petite pièce casse et que vous l’imprimez vous-même. Mais cela justifie-t-il l’achat d’un matériel encombrant et coûteux ? Cela justifie-t-il les semaines d’apprentissage nécessaires à la maîtrise de l’appareil et des logiciels informatiques qui le font fonctionner ?

La réalité du marché – arbitre ultime du succès d’une innovation – est formelle : les particuliers n’ont pas l’utilité d’une imprimante 3D à domicile. Même la baisse continue des prix, de plusieurs milliers d’euros à quelques centaines aujourd’hui, n’a pas convaincu Monsieur Tout-le-monde.

Le soufflé semble bel et bien retomber depuis deux ans ; les articles dans la presse généraliste se font de plus en plus rares…

L’impression 3D gagne ses galons dans l’industrie

Pourquoi s’intéresser malgré tout à l’impression 3D, et pourquoi avoir recommandé, dans NewTech Insider, une entreprise spécialisée dans le secteur ?

Parce que, comme souvent en investissement, c’est maintenant que les effets de mode sont passés qu’il est possible d’y investir sereinement. Le retrait des acteurs spécialisés dans les imprimantes pour particuliers permet aujourd’hui de clarifier le potentiel du secteur. Les entreprises qui survivent sont celles qui ont su prévoir les applications qui bénéficient réellement de l’impression 3D.

C’est en fait dans le secteur professionnel que l’impression 3D offre des avantages inégalables.

Le premier usage est le prototypage rapide. Lorsque vous achetez un produit manufacturé quelconque, vous avez devant vous sa forme définitive. L’industriel qui l’a produit a dû faire de nombreux essais avant de parvenir à une forme satisfaisante.

Prenez l’exemple d’un lave-linge, produit simple s’il en est. Des boutons de façade jusqu’à la poignée d’ouverture du hublot, toutes les pièces manipulables ont fait l’objet d’études pour améliorer leur ergonomie.

Les industriels passent par une phase de prototypage pour tester leurs hypothèses. Différentes versions du produit sont réalisées et testées ; la meilleure sera retenue et utilisée pour la fabrication en série.

Historiquement, chaque prototype prenait des semaines à être réalisé avec un coût astronomique. Le prototypage de pièces en plastique a toujours été un casse-tête pour les industriels. Si une pièce en plastique moulé ne coûte que quelques centimes d’euros lorsqu’elle est produite en série, la fabrication d’un exemplaire unique revient, elle, à plusieurs milliers d’euros. La raison est simple : la réalisation du moule dans lequel les pièces sont injectées représente la majorité du coût.

Autant dire que produire une ou mille pièces nécessite le même investissement ! Outre la contrainte financière, le délai pour réaliser un moule est souvent prohibitif. Entre la fin de la conception d’une pièce – même simple – et sa fabrication, des jours ou des semaines peuvent s’écouler… Autant de temps durant lequel les équipes de R&D tourneront au ralenti.

En pratique, chaque prototype est coûteux en temps comme en argent ; le principe de réalité conduit les industriels à minimiser le nombre d’itérations.

Le prototypage rapide permet de s’affranchir de ces deux contraintes. En fabricant en impression 3D des pièces basées sur les différentes hypothèses, la phase de prototypage devient courte et peu coûteuse.

Voyons un exemple chiffré avec le cas d’une poignée de porte. Réaliser une poignée en plastique moulé nécessite deux à trois semaines pour un coût d’environ 4 000 euros, à multiplier par le nombre de poignées à tester. Imprimer en 3D le même objet ne prend que deux heures et ne coûte que quelques centimes.

Pour un industriel qui réalise beaucoup de R&D, l’intérêt est évident. La différence de coût entre un prototype réalisé de manière classique et un prototype imprimé en 3D est telle que les processus, même de création de nouveaux produits, ont vocation à changer. L’industriel qui se limitait auparavant à un ou deux prototypes pourra s’en offrir cinq, 10 ou 50 à un coût dérisoire. L’ergonomie des prochains appareils ne sera plus décidée par des considérations théoriques mais bien par le retour d’expérience basé sur des dizaines de versions différentes.

L’autre usage dans lequel l’impression 3D est irremplaçable est la fabrication de pièces de forme spéciale. Il faut savoir que la forme des pièces dans un objet industriel est contrainte par les outils qui la produiront. Si la forme est trop complexe, le moulage ou l’usinage n’est plus possible : il faut alors passer par un assemblage de pièces pour obtenir l’objet voulu.

Que l’on assemble des pièces par vis, collage ou en les soudant, les caractéristiques mécaniques ne sont jamais les mêmes que dans le cas d’une pièce unique. L’impression 3D, de par son mode opératoire, permet de réaliser des pièces infaisables par moulage ou usinage. L’aéronautique et le spatial s’intéressent beaucoup à la fabrication de telles pièces monobloc pour leurs appareils.

Quand l’impression 3D prend son envol

Après General Electric et Pratt & Whitney, le Français Turbomeca (filiale du groupe Safran) a annoncé en 2015 l’installation d’imprimantes 3D dans son usine de Bordes. Elles sont utilisées pour la fabrication des injecteurs du nouveau moteur Arrano et les tourbilloneurs de l’Ardiden 3. Dans ces deux moteurs d’hélicoptère, Turbomeca se sert de l’impression 3D pour fabriquer, à moindre coût, des pièces de forme complexe en alliage de nickel.

Une telle évolution des usages est importante. Jusqu’à très récemment, peu d’industriels osaient produire des pièces de série avec l’impression 3D. La cause de cette frilosité ? Le temps de fabrication relativement long et l’absence de recul sur leur fiabilité dans le temps. Il est donc particulièrement remarquable de voir un industriel franchir le cap et utiliser des pièces imprimées dans un produit de série… encore plus dans le milieu de l’aéronautique, bien connu pour son extrême prudence !

Le fait qu’un industriel choisisse ce mode de production pour réduire ses coûts de fabrication est également un très bon signe. Si l’impression 3D a atteint un niveau de maturité permettant de produire pour moins cher qu’avec les machines historiques, son adoption en masse sur les lignes de production n’est plus très loin.

L’aviation civile va également s’essayer à l’impression 3D avec la sortie du moteur LEAP. Réalisé par CFM International (consortium Safran/General Electric, encore eux !), il embarque des injecteurs de carburant imprimés en 3D. S’il s’agit d’un élément relativement mineur au vu de la complexité d’un réacteur, il faut toutefois y voir un test grandeur nature de ce nouveau procédé de fabrication. Le réacteur LEAP va équiper simultanément les Airbus A320neo, les Boeing 737 Max et les Comac C919 chinois. Autant dire que sa diffusion sera mondiale.

La tendance est là : les pièces imprimées sortent petit à petit des laboratoires et des centres de prototypage pour gagner les chaînes de fabrication en série.

Vous l’avez compris, je suis très enthousiaste sur les usages industriels de l’impression 3D. Investir dans les fabricants d’imprimantes 3D génériques est risqué : en maintenant des modèles grand public à leur catalogue, ces acteurs s’exposent à un risque de perte conséquent qui ne pourra que nuire à leur rentabilité.
[NDLR : Dans NewTech Insider, Etienne vous propose une société qui a eu l’intelligence d’éviter le marché de l’impression 3D grand public. Grâce à son précieux portefeuille de brevets, elle se démarque des autres et ne craint pas la concurrence à bas coût. Une valeur qui fait rimer impression 3D et croissance… A retrouver dans NewTech Insider]

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Etienne Henri
Etienne Henri

Etienne Henri est titulaire d’un diplôme d’Ingénieur des Mines. Il débute sa carrière dans la recherche et développement pour l’industrie pétrolière, puis l’électronique grand public. Aujourd’hui dirigeant d’entreprise dans le secteur high-tech, il analyse de l’intérieur les opportunités d’investissement offertes par les entreprises innovantes et les grandes tendances du marché des nouvelles technologies.

Un commentaire pour “L’impression 3D renaît de ses cendres”

  1. Super article, très exhaustif ; ) Ce qui fout les boules c’est qu’à la base cette technologie est une invention française (les brevets n’ont pas été renouvelés : http://www.primante3d.com/inventeur/ ) – Depuis 1984, l’impression 3D a bien évolué et on sort enfin du prototypage. Saluons aussi la réussite du Groupe Gorgé et différentes initiatives dont celle de Michelin.

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