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Quel est l'impact de l'impression 3D sur la supply chain ?


par Stéphane RUFER
Université Paris Dauphine - Master II "Supply Chain International" 2014
  

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Chapitre 2 : Principaux atoutset faiblesses de cette technique

1. Les atouts

Bien qu'encore limitées en nombre, les applications industrielles de la fabrication additive sont très diversifiées. Cette évolution s'explique par les différentes opportunités qu'offre la fabrication par ajout de matière par rapport aux autres principes de fabrication.Elles dépendent évidemment du contexte associé au produit à fabriquer mais peuvent être, globalement, résumées en quatre principaux atouts.

A. La liberté de conception

Non limitées par l'utilisation d'un outillage, les pièces produites en fabrication additive peuvent comporter des caractéristiques difficiles, des formes très complexes, voire impossibles à réaliser avec un procédé de fabrication classique. Ces caractéristiques peuvent aussi bien concerner la géométrie de la pièce que le matériau la constituant, autorisant, entre autres, le développement de pièces multi matériaux.Ces nouvelles possibilités permettent de revoir la conception des produits mécaniques d'un point de vue fonctionnel, économique et environnemental.

La fonctionnalité d'un produit peut ainsi, par exemple, être optimisée grâce à une structure complexe spécifiquement conçue pour répondre au mieux à un cahier des charges donné (Fig. a).

Fig. a

Exemple : Projet Compolight, reconception d'un échangeur permettant de diviser les pertes de charge des fluides y circulant par 4 et ainsi d'augmenter son rendement.

Son coût peut être réduit à travers la suppression d'assemblage de pièces (Fig. b).

b

Exemple chez Boeing : Révision de la conception d'un conduit

réduisant le nombre de ses composants de 15 à 1 seul.

Enfin, dans le cas de pièce embarquée dans un véhicule, la réduction de sa masse, à performance fonctionnelle équivalente, permet une diminution de la consommation du véhicule et donc une diminution de son impact environnemental (Fig. c).

Exemple : Projet Atkins 6 chez un constructeur automobile : reconception d'une partie de pompe diesel pour minimiser sa masse et donc la consommation du véhicule qui l'embarque.

Fig. c

En résumé, tout ce qu'un concepteur peut imaginer peut être fabriqué. Cela favorise l'innovation de produits et permet la fabrication de pièces totalement optimisées pour la performance.

B. Le gain pour l'environnement

Ne partant pas d'une matière brute initiale, le processus de fabrication par ajout de matière permet, dans le principe, de n'utiliser que la matière constituant le produit final.

Soyons réaliste, l'empreinte sur l'environnement n'est pourtant pas nulle. En effet, les constructeurs d'imprimantes 3D ne sont pas plus écologiques que n'importe quel autre constructeur de matériels de conception (machine outils, robots, ...).

Par contre, le fait de produire localement à l'unité ou en petite série toutes sortes de pièces permet de réduire le transport, l'emballage et le stockage de quoi réduire drastiquement les émissions de CO2. Quant aux déchets de production, la matière perduelors de la fabrication additivepeut être recyclée et réutilisée dans une nouvelle impression.

Pour beaucoup donc, l'impression 3D constitue une alternative durable à une partie de la production de masse puisqu'elle réduit le gâchis lié à la perte de matière lors du processus de fabrication. C'est particulièrement le cas pour les objets métalliques pour lesquels 90 % du métal original est perdu (source : Lipson, Hod et Kurman dans The new World of 3D printing).

Les axes de gains écologiques liés au processus d'impression 3D par rapport aux procédés traditionnels sont les suivants :

· Fabrication locale des produits, réduisant ainsi les distances de transport entre les fabricants et les consommateurs,et de ce fait la pollution associée.

· Réduction du nombre moyen de pièces par produit, simplifiant ainsi les chaînes logistiques, ce qui implique moins de transport et moins de gaspillage (produits invendus)

· Réduction des matières premières utilisées pour la production d'un objet : le processus additif des imprimantes 3D n'imprime que ce dont il a besoin.

· Production de petites séries, à la demande, près de la zone de consommation, limitant ainsi les stocks (conservés dans des entrepôts qui sont consommateurs d'énergie) et le transport des produits. Découper, par exemple, un bloc de métal par processus soustractif est beaucoup plus générateur de déchets que par fabrication additive.

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