Un pas de plus vers la production first time right grâce à l’intégration de la fabrication additive

Sirris intègre la fabrication additive au démonstrateur d’une ligne de production

La fabrication additive prête à passer le cap de la production. Pourtant, plusieurs écueils restent encore souvent en travers d’une industrialisation. Avec l’usine de fabrication additive intégrée, Sirris amène littéralement le concept d’usine du futur sur le lieu de travail. Cette ligne pilote – un investissement de 2,5 millions d’euros – est une première pour la Belgique et ses voisins.

Depuis quelque temps, les entreprises explorent les possibilités de la fabrication additive pour produire leurs pièces. Les pièces admissibles sont évaluées ou en cours de conception. Les observateurs (notamment Wohlers Associates) s'attendent à ce que les entreprises intègrent pleinement la fabrication additive d’ici trois ans. Tandis que les ventes de machines de fabrication additive pour le métal ont connu une croissance spectaculaire ces deux dernières années, le nombre d’unités des systèmes de fabrication additive non-métal a baissé. Si les systèmes de fabrication additive pour les polymères sont d’ordinaire utilisés pour la production de prototypes, leurs équivalents pour le métal visent la fabrication effective et sont déjà utilisés pour certaines parties de la production.

De multiples défis

L’industrie va ainsi passer au stade suivant : la production industrielle de pièces en impression 3D. Elle entend ainsi obtenir un ensemble économique cohérent et une qualité de niveau industriel. Si les volumes de production en fabrication additive sont encore faibles actuellement, une production à l’échelle industrielle risque d’être problématique à l’avenir. Pour produire de plus gros volumes de pièces en fabrication additive de manière automatisée, flexible, suivie et connectée, il faut développer les connaissances et technologies nécessaires dans ce domaine. La fabrication additive pourra ainsi être intégrée aux systèmes de production, tant existants qu’en développement, au sein des entreprises.

Outre des qualités de plus en plus intéressantes en production et en industrialisation, la technologie de fabrication additive se prête à une mise en œuvre et une intégration dans le contexte de l’Industrie 4.0. Pour intégrer les imprimantes 3D à l’environnement de production et les faire interagir avec le reste des machines de production, il faut de la transparence, pour pouvoir mettre en place un appareil général de production alliant qualité et flexibilité et permettant la certification de l’ensemble du processus.

Intégration de la fabrication additive à la production

L’usine de fabrication additive intégrée pourrait être la solution à tous ces écueils. Une usine de fabrication additive intégrée est une infrastructure de démonstration et de recherche dotée d’une configuration pilote pour la production de pièces à grande échelle, une ligne pilote qui réunit la fabrication additive et d'autres technologies produit. Plutôt que d’être confinée dans un local à l’écart de la ligne de production, la fabrication additive peut être intégrée à la ligne. Le défi est ainsi relevé et la production ‘first time right’ arrive à la portée de plus d’entreprises, mais aussi de plus petites structures.

Nous n’en sommes qu'aux débuts du processus d’intégration, qui vise surtout à proposer des solutions autonomes intégrées reposant sur la fabrication additive pour des applications très spécifiques. Une intégration aux opérations de production à une échelle industrielle requiert une approche multidisciplinaire, qui allie le savoir-faire en production et dans les technologies à divers niveaux, notamment la fabrication additive, l’usinage de précision, la production numérique, les usines transparentes et les structures de production agiles/flexibles.

Plate-forme de recherche et de démonstration avec des technologies de pointe

Avec son usine de fabrication additive intégrée, Sirris amène littéralement le concept d’usine du futur sur le lieu de travail. Nous démontrons que les technologies avant-gardistes récentes peuvent aussi être intégrées sur une seule ligne de production, pour une production plus rapide et précise. Au sein de la configuration, plus de 27 ans d'expérience de Sirris en fabrication additive et plus de 50 ans d’expérience en techniques de fraisage complexes sont alliés à de nouvelles technologies telles que la structuration à l’aide d’un laser femtoseconde. Nous nous attelons à exploiter et développer les connaissances en production.

Il y a quelques années, Sirris avait déjà investi dans une cellule d’usinage de précision, en injectant 1 million d’euros dans une machine CNC (Fehlmann Versa P825) et la chambre climatique associée. Cette année, Sirris a investi dans un laser femtoseconde Lasea (investissement d’environ 500.000 euros) et une machine de fusion laser Concept Laser M2 (également 500.000 euros). Avec la deuxième chambre climatique pour ces deux dernières machines et tous les périphériques associés, Sirris a investi 2,5 millions d’euros pour mettre sur pied une usine de fabrication additive intégrée de pointe.

La configuration pilote d’une ligne de production combine les technologies de pointe suivantes : LBM (laser beam melting), des fraiseuses haute précision à cinq axes, le durcissement au laser, la fonctionnalisation de surface à l’aide d'un laser femtoseconde et l’assistance opérateur par un cobot.

Au service de l’industrie

L’installation sera mise en œuvre pour faire la démonstration de la faisabilité de composants très complexes à haute valeur ajoutée. Pour ce faire, la complexité, la précision et une combinaison de fonctionnalités sont intégrées dans les composants de production, dans une démarche first time right pour que cela soit économiquement viable.

Grâce à cette ligne pilote, les entreprises pourront accéder directement aux connaissances acquises sur cette infrastructure. L’industrie manifeste actuellement beaucoup d’intérêt pour les possibilités d’application au sein des entreprises du groupe cible.

 

Cette usine pilote de production first time right s’inscrit dans le cadre du projet FEDER 1126 Intégration de l’impression 3D métal, avec le soutien du FEDER, de la Flandre et de la province de Limbourg, en collaboration avec Syntra Limburg.