Une production plus flexible, réalisée le plus près possible du lieu d’utilisation. Ce graal de la fabrication additive, espéré depuis l’arrivée de cette technologie en production, se rapproche de plus en plus des applications concrètes. Il est aujourd’hui porté par deux concepts qui pourraient redessiner le paysage industriel : les micro-usines et la production distribuée.
Avec la numérisation croissante des usines, les industriels souhaitent mettre en place de petites unités de production connectées et adaptées aux besoins locaux. Ces îlots de machines seraient pilotés par les données de l’usine, stockées dans le cloud, assurant la répétabilité du procédé. Ce concept a pris ses marques dans l’offre des constructeurs de machines et des développeurs de logiciels dédiés à la fabrication additive.
« L’idée de micro-usine, encore exotique il y a quelques années, s’est durablement installée, explique Jean-Daniel Penot, le responsable du département de la recherche et de l’innovation au Campus d’enseignement supérieur et de formation professionnelle (Cesi) et vice-président de l’association France Additive. Aujourd’hui, les principaux procédés ayant passé le cap de l’industrialisation, comme la fusion laser, le cold spray (projection à froid), le binder jetting (jet de liant) ou encore le procédé arc-fil (Waam), sont développés en micro-usines pour faciliter le déploiement d’unités de production au plus près des besoins. »
Smart Farm d'Handddle
La micro-usine offre à l’industriel un environnement englobant de nombreuses étapes de la production. Souvent placés dans des conteneurs pour faciliter leur transport, ces dispositifs permettent l’installation de divers capteurs pour un meilleur suivi de la production.
La jeune pousse Handddle a présenté le deuxième prototype de sa Smart Farm lors du salon Formnext 2021, qui s’est tenu du 16 au 19 novembre. Ce concept regroupe dans un environnement compact l’unité d’impression, la gestion des matériaux et un système de post-traitement. Il repose sur l’intégration de nombreux capteurs pour surveiller la production en temps réel. L’intégration à l’environnement numérique de l’entreprise est réalisée grâce à des interfaces de programmation d’applications (API).
Pour Nicolas Aubert, le directeur de l’impression 3D chez HP France, ce concept va prendre une place de plus en plus importante dans la fabrication additive industrielle. HP a étoffé ces dernières années les outils logiciels qui accompagnent ses imprimantes 3D pour assurer la répétabilité et l’adaptabilité du processus quel que soit le site de production. « Les capteurs embarqués dans nos machines mesurent les paramètres de production. Ces informations sont analysées par notre logiciel Process Control qui garantit l’exactitude de la pièce par rapport au fichier d’origine », explique Nicolas Aubert.
Traçabilité et répétabilité
Lors du salon 3D Print Paris, les 20 et 21 octobre, le constructeur d’imprimantes allemand EOS, spécialiste de la fusion métal et polymère, a également mis en avant sa capacité à numériser les données de production pour les transférer à des unités industrielles éloignées. Sa dernière machine, l’EOS M 300-4, dédiée à l’impression de métal, collecte de nombreuses données avec le logiciel EOSConnect. Celui-ci sert de passerelle entre les systèmes MES (manufacturing execution system) et ERP (enterprise resource planning) de l’entreprise. L’application MachinePark permet de contrôler à distance l’ensemble des équipements de production et des robots installés pour décharger automatiquement les plateaux d’impression. En septembre, EOS a collaboré avec Boeing pour faire la démonstration d’une production distribuée entre l’Australie et l’Amérique du Nord. Une « avancée majeure », selon le constructeur.
L’intégration des imprimantes et équipements à l’environnement numérique de l’industriel est un point essentiel. Le belge Materialise, qui a développé une suite logicielle (Magics 3D Print Suite), a annoncé lors du salon Formnext 2021 avoir acquis l’américain Link3D, qui a conçu un outil de MES pour la fabrication additive. Les logiciels sont compatibles avec le protocole OPC-UA. En se connectant par des API aux machines d’impression, l’outil planifie et surveille à distance la production. Les deux sociétés cherchent à créer des synergies entre la suite logicielle et le MES pour que les industriels puissent travailler dans des environnements complexes et distribués.
Chaîne numérique chez 3DS
Avec sa plateforme 3DExperience, Dassault Systèmes explore aussi cette idée de chaîne numérique. Il propose des solutions allant de la création du fichier CAO à la mise en production, en passant par la simulation de l’impression. « Notre logique est d’assurer une continuité numérique parfaite tout au long de la chaîne de fabrication additive, explique Jean-Marc Cauzac, expert de la production, avec pour objectif la traçabilité et la répétabilité du processus. »
Dassault Systèmes a mis en place un MOM (manufacturing operations management) où chacun de ses logiciels (Catia, Delmia et Simulia) est une brique technologique. « Grâce à Delmia Apriso, notre solution MES, l’industriel peut planifier sa production sur différents sites, avec les mêmes paramètres d’impression en fonction des pièces, de la matière et des outils de production », note Jean-Marc Cauzac. Pour permettre cette communication entre les sites et assurer la sécurité des données, Dassault Systèmes mise sur le cloud de sa filiale Outscale. Même si le chemin est encore long avant de voir s’implanter ces micro-usines à l’échelle mondiale, les nombreuses briques technologiques sont d’ores et déjà identifiées. Reste à gagner en maturité.
