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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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2. Les freins à l'utilisation industrielle massive de la fabrication additive

La fabrication à l'aide d'imprimantes 3D se heurte toutefois à des limites techniques et des obstacles éthiques. Pour devenir une technologie adoptée par un grand nombre et poursuivre son formidable développement, l'impression 3D a de nombreux défis à relever. Elle reste un objet complexe à manipuler, présentant de nombreuses limites aussi bien en termes de coût que de qualité de fabrication.

A. Un procédé relativement récent avec en corollaire un manque de recul

Le premier brevet associé à la fabrication additive date néanmoins de 1892. Blanther y propose une méthode d'obtention d'outillage pour la fabrication de cartes topographiques en relief. Toutefois il faut attendre 1986 pour voir se développer l'obtention de pièces de prototypes par solidification d'une résine liquide photosensible. Les matériaux se sont depuis multipliés : plastique, métal, céramique, ... Sur le métal en particulier, de nouvelles techniques ont vu le jour : technologie par lit de poudre, par projection de poudre et par dépôt de fil métallique.

Les premières machines ont été conçues de manière collaborative de par le monde et sous licence libre (ou open source) encourageant tout un chacun à s'emparer du projet et à l'améliorer. Un an plus tard, une plateforme de partage de fichiers 3D apparaissait et contenait déjà plusieurs dizaines de milliers d'objets.

Bien que vieille dame de plus d'un siècle, l' « approche » moderne de la fabrication additive n'est donc développée que depuis une trentaine d'années seulement.La fabrication de pièces métalliques, quant à elle, n'a été rendue possible que depuis une quinzaine d'année et c'est véritablement depuis 2010 que la notoriété et l'utilisation des imprimantes 3D connaissent une croissance sans précédent.

B. Le coût d'achat des imprimantes 3D : Choix et Coûts des matériaux

Le coût de fabrication reste relativement élevé par rapport à des procédés classiques.Avec un investissement de quelques dizaines de milliers d'euros à plus d'un million d'euros pour les imprimantes les plus perfectionnées.

Cela est principalement imputable à un coût de machine élevé couplé dans certains cas à un temps de fabrication important.

Toutefois, les coûts d'équipement et de matière première devraient connaître naturellement une baisse conséquente avec le développement de la fabrication additive.

Si l'on applique la Loi de Moore sur les imprimantes 3D, les prix pourraient sensiblement baisser. La Loi de Mooren'est certes pas une loi physique, juste une extrapolation empirique mais qui s'est très souvent révélée exacte. Entre 1971 et 2001, la densité des transistors a doublé tous les 18 mois. Les appareilsélectroniques sont alors devenus de moins en moins coûteux et de plus en plus puissants.

Concernant les matériaux, aujourd'hui, l'impression 3D à domicile se cantonne au plastique (ABS ou PLA), ce qui limite considérablement le champ des possibilités. Imprimer des objets en céramique ou en métal via une imprimante 3D personnelle est encore futuriste. De plus, les matériaux disponibles pour l'impression 3D sont limités : on ne peut utiliser que 200 matériaux 3D alors que plus de 1000 sont disponibles sur le marché. Par ailleurs, le traitement de matériaux complexes (pièces à base de fusion de métaux, par exemple) n'est pas toujours pas possible à ce jour. Enfin, l'impression 3D multi couleur en est encore à ses balbutiements. Les imprimantes 3D professionnelles capables d'imprimer en couleur sont peu nombreuses et coûteuses. Mais la technologie progresse rapidement : la première imprimante 3D personnelle capable d'imprimer des objets en plusieurs couleurs a vu le jour il y a quelques mois.

Le prix des matériaux pour les particuliers est encore élevé - environ 50% plus chers que les matériaux pour imprimantes professionnelles - puisqu'ils doiventêtre adaptés à la machine et au procédé d'impression.

Aujourd'hui, ce coût des matériaux est variable. Cela va de 20€ pour un 1kg d'ABS à plusieurs centaines d'euros pour de la poudre métallique utilisée pour le frittage laser ... Cela ne constituetoutefois qu'un ordre de grandeur des prix au cm3 pratiqués chez Shapeways.

On peut facilement calculer le coût de l'impression en un clic à partir de ce lien :

http://www.3dnatives.com/calculer-le-cout-dune-impression-3d-en-un-clic/

Le développement de nouveaux matériaux et la réduction de leur prix sont les principaux enjeux auxquels la technologie devra répondre pour se développer.

C. L'accessibilité

La mise en route d'une imprimante 3D est une manipulation encore complexe à réaliser. De plus, la création de modèles 3D et la complexité des formats d'exportation sont des barrières à l'adoption massive de la technologie. Le succès de l'impression 3D dépend également de l'amélioration des logiciels de conception de fichiers 3D, de scanners 3D et autres outils liés à la technologie.

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