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5 Problèmes relatifs à la ligne de production que l’impression 3D peut résoudre

5 min. de lecture

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La fabrication additive (FA) ou l’impression 3D ne sont pas des concepts nouveaux pour le secteur de la production — ces méthodes sont déjà utilisées par divers secteurs pour une multitude de pièces en série. La nouveauté, c’est la transition de la FA d’une technologie de niche à un outil de production pratique. Une fois dépassé le rôle du prototypage rapide, la FA a largement imprégné le processus de production pour fournir un éventail d’avantages liés au rendement et à l’efficacité pour assister des entreprises de toute taille.

D’après un rapport de 2016 rédigé par PwC sur les tendances principales de la fabrication industrielle, l’impression 3D est une des solutions susceptibles d’avoir le plus d’impact sur les environnements industriels, il s’agit d’une évolution que les fabricants adoptent largement. En profitant de la « renaissance technique » en cours, les entreprises peuvent « améliorer la productivité de leur propre usine, rivaliser avec leurs concurrents et garder contact avec les clients cherchant à tirer profit de l’innovation. »

Nous allons montrer la manière dont ces avantages s’appliquent au cœur de la fabrication - les lignes de production -, en identifiant cinq problèmes courants que la FA est capable de résoudre.

1 Un composant dans notre ligne de production est régulièrement défaillant

L’usure causée par l’utilisation continuelle, les contraintes induites par la température, les faibles points de soudure et les mécanismes à composants multiples sont autant de facteurs qui peuvent entraîner la dégradation ou la défaillance complète de pièces essentielles à la ligne de production (ce qui mène souvent à des problèmes de qualité des produits, voir section 2), comme les préhenseurs, les ventouses ou les gabarits. Les temps d’arrêt imprévus qui en résultent pendant l’organisation et l’exécution d’une réparation peuvent être à la fois coûteux et frustrants.

Concevoir une pièce en impression 3D qui réduit le nombre de composants individuels, renforce les structures sujettes à la rupture ou modifie la topographie de la surface pourrait considérablement réduire les taux de défaillance. La fabrication additive est la plus bénéfique lorsqu’elle est appliquée dans un contexte de reconception à « valeur ajoutée » comme celui-ci.

En outre, les pièces en impression 3D atténuent le risque de la chaîne d’approvisionnement, à savoir la faible disponibilité des pièces d’origine, et réduisent considérablement les délais d’exécution des pièces MRO (maintenance, réparation, opérations). Ceci évite également de devoir commander en gros des rechanges dont le stockage peut s’avérer coûteux. Au lieu de cela, vous pouvez imprimer et conserver sur place un volume moindre / une plus grande variété de pièces de FA.

2 Les produits que nous fabriquons ont un taux de déchets élevé

Éliminer complètement les produits défectueux ou s’assurer que les taux de déchets chutent dans les limites de qualité acceptables (AQL), c’est ce que visent tous les fabricants. Les défauts du processus, c’est-à-dire les problèmes / défaillances d’un produit survenant dans des conditions de production standard représentent une perte de qualité, de réputation et de coût, et menacent les principes de fabrication sans gaspillage.

Bien que l’erreur humaine puisse être un facteur contributif, les problèmes de qualité du produit sont plus souvent liés à de mauvais réglages d’équipement, à des dysfonctionnements de l’outillage et à un mauvais rendement des composants d’assemblage. Ce sont les causes principales pour lesquelles l’utilisation de l’impression 3D est idéale, car elle améliore les capacités de manipulation des produits aux étapes clés du processus de production et/ou améliore le rendement / la cohérence des composants grâce à une nouvelle conception.

Lorsqu’un composant est systématiquement défaillant ou sous-performant, la reconception peut être la solution pour bénéficier des avantages de l’impression 3D. Par exemple, un problème courant concernant les préhenseurs à aspiration est que les points d’assemblage internes sont sujets à des fuites d’air. Avec le temps, cela peut entraîner un glissement du produit, qui peut à son tour engendrer des problèmes de qualité et des taux de déchets plus élevés. L’impression 3D permet de créer des canaux complexes en une seule pièce, en éliminant le besoin de créer plusieurs points d’assemblage et réduisant ainsi le risque de problèmes de rendement pouvant finalement provoquer des défaillances.

3 Nous introduisons un nouveau produit à la ligne

Comme mentionné ci-dessus, l’un des plus grands avantages de l’impression 3D par rapport aux processus de fabrication « soustractifs » traditionnels est qu’elle permet de développer des pièces de ligne de production qui étaient auparavant impossible à produire pour des raisons de géométrie ou de matériau

Cela peut aider à développer les lignes plus facilement pour accueillir des produits ou composants nouveaux et complexes. En utilisant l’impression 3D, il est possible de développer, tester et utiliser un outillage personnalisé, processus généralement chronophage, en une période de temps très réduite. Il convient ici de se rappeler le parcours du prototypage rapide de la FA.

Généralement, cet avantage principal peut aussi vouloir dire que des nouvelles lignes / parties de lignes ne sont pas du tout nécessaires. Prenons l’exemple des doigts préhenseurs : des pièces qui doivent souvent être remplacées pour s’adapter aux changements relatifs à la forme et la taille du produit. Le fait de les imprimer en 3D à partir d’un matériau alternatif, avec une flexibilité intégrée dans la conception, peut améliorer les capacités d’acceptation du produit sans compromettre la précision ou la performance du préhenseur. En plus de minimiser les coûts de production finaux, cela signifie également que les fabricants peuvent être plus sensibles aux exigences changeantes des clients.

4 Nous devons nous assurer que notre ligne de production réduit les risques liés à la santé et à la sécurité

Depuis 2012, environ 1 fabricant britannique sur 6 a signalé des blessures chez des employés. En fait, en 2015 / 16, environ 0,3 million de jours ont été perdus à cause de ce problème. Il s’agit de statistiques nationales qui reflètent un problème universel.

Les opérateurs en usine et de machine sont particulièrement susceptibles de subir des blessures et l’on estime que le risque qu’ils souffrent de troubles musculo-squelettiques (TMS) est 40 % plus élevé que pour les autres travailleurs. Le fait de soulever et déplacer des pièces / équipements lourds, d’utiliser des outils spécifiques et de passer trop de temps dans des positions fatigantes ou douloureuses sont des facteurs qui sont souvent à l’origine des blessures.

Il est dès lors essentiel de trouver des moyens de fabriquer des équipements de ligne de production plus légers, plus sécurisés et plus faciles à utiliser.

Dans un premier temps, la FA ne vous vient peut-être pas à l’esprit comme un mécanisme évident pour aborder de tels problèmes, même si elle représente une solution idéale à de nombreux points de vue. De la simplification des pièces en vue d’améliorer la manipulation ergonomique, à la simplification des structures internes (impossible à créer en utilisant n’importe quelle autre technologie) qui répartissent la résistance pour améliorer le rendement d’une pièce, tout en réduisant le poids total, la FA influence déjà considérablement les stratégies en matière de santé et de sécurité du monde entier.

L’impression 3D apporte également une méthode rentable pour produire des outils de simulation pour évaluer le risque potentiel, par exemple des pièces de lignes de production peuvent être imprimées rapidement et de façon précise en vue d’analyser le risque lié à la manipulation, l’encombrement et l’efficacité ergonomique.

5 Nous devons réduire nos temps de cycle

Dans une économie mondiale compétitive où les consommateurs exigent des biens à faible coût, de qualité élevée et souvent personnalisés, l’amélioration du développement des produits et des cycles de production pour réduire les délais de commercialisation est devenue un objectif de fabrication universel

Il est indispensable de maximiser l’efficacité de la ligne de production. Ce document a déjà souligné les avantages importants et très significatifs de la FA permettant d’atteindre cet objectif. Il est largement possible d’appliquer des composants d’équipement / d’assemblage qui s’adaptent aux gammes de produits en évolution et des pièces de rechange imprimées en 3D présentant des délais et des temps de fonctionnement courts et qui réduisent fortement les temps d’arrêt.

Toutefois, la FA est peut-être la solution la plus significative par rapport à sa capacité à aborder et améliorer l’ergonomie des composants. Le fait que les pinces, les gabarits, les supports, les préhenseurs et les buses puissent être repensés et redéveloppés à partir d’une gamme plus large de matériaux pour être plus légers, plus faciles à manipuler, plus durables et enfin plus rapides à déployer a des conséquences majeures sur le maintien de la simplicité des cycles de production.


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