La fabrication additive, un vecteur de performance industrielle et environnementale à valoriser

Erwan Beau­chesne, fon­da­teur de Simetal3D, est un spé­cia­liste de la simu­la­tion de la fabri­ca­tion addi­tive. Dans cette inter­view, il revient sur la valeur ajou­tée de la fabri­ca­tion addi­tive sur le plan indus­triel, éco­no­mique et envi­ron­ne­men­tal. Il nous explique aus­si en quoi consiste son accompagnement.

Quels sont les métiers de Simetal3D ?

Simetal3D est un bureau d’études et le dis­tri­bu­teur en France du logi­ciel Addi­tive Lab Research^®. Dans ce cadre, nous for­mons et accom­pa­gnons les entre­prises de l’implémentation du logi­ciel à son uti­li­sa­tion en production.

En capi­ta­li­sant sur ce logi­ciel, Simetal3D pro­pose aus­si des ser­vices à forte valeur ajou­tée en matière de simu­la­tion de fabri­ca­tion addi­tive métal­lique aus­si bien pour les pro­cé­dés dits « lit de poudre » (LPBF) que pour les pro­cé­dés dits de « dépose directe d’énergie » (DED, WAAM ou WLAM) dédiés aux pièces de très grandes tailles.

Simetal3D déve­loppe éga­le­ment des pro­ces­sus auto­ma­ti­sés, par exemple des post-trai­te­ments spé­ci­fiques uti­li­sant les résul­tats de simu­la­tion pour per­mettre au client de visua­li­ser des cri­tères qua­li­fiants pour la pièce, ou encore des modules de simu­la­tion spé­ci­fiques pour simu­ler le rechar­ge­ment de matière sur des pièces de grande taille par exemple…

Pour ce faire, je m’appuie sur une fine exper­tise en fabri­ca­tion addi­tive métal­lique de manière géné­rale, en simu­la­tion numé­rique et en ana­lyse et inter­pré­ta­tion des résul­tats. En veille constante, j’ai une très bonne connais­sance de l’état de l’art en matière de simu­la­tion appli­quée au domaine de la fabri­ca­tion addi­tive métallique.

Revenons sur votre activité de distribution du logiciel Additive Lab Research^®. Quelques mots pour nous présenter le logiciel et ses principales fonctionnalités.

Le logi­ciel est déve­lop­pé en Bel­gique par Addi­ti­ve­Lab BVBA. Sa par­ti­cu­la­ri­té est de pro­po­ser un outil simple d’utilisation et com­pré­hen­sible par des ingé­nieurs non spé­cia­listes de la simu­la­tion, par la mise en avant des para­mètres métiers, comme la vitesse ou la puis­sance laser, l’épaisseur de poudre… Une autre spé­ci­fi­ci­té est son ouver­ture et sa modu­la­ri­té. Il peut être modi­fié et façon­né par les uti­li­sa­teurs en fonc­tion de leurs besoins, savoir-faire et com­pé­tences. Enfin, le logi­ciel couvre tous les aspects de la fabri­ca­tion addi­tive métal­lique, de l’interaction laser-matière, à la fabri­ca­tion de la pièce complète.

Depuis plusieurs années, la fabrication additive est de plus en plus plébiscitée. Comment expliquez-vous cet engouement à votre niveau ? Quels sont les bénéfices industriels et environnementaux ?

La fabri­ca­tion addi­tive a été clai­re­ment iden­ti­fiée comme un moyen de réduire les temps de pro­duc­tion. Elle per­met par exemple de sim­pli­fier les assem­blages com­plexes de plu­sieurs pièces en une seule pour plus de robus­tesse, une concep­tion allé­gée et des temps de pro­duc­tion signi­fi­ca­ti­ve­ment réduits.

Plus géné­ra­le­ment, la fabri­ca­tion addi­tive per­met de fabri­quer des formes très com­plexes, impos­sibles à obte­nir avec les pro­cé­dés conven­tion­nels. C’est notam­ment le cas des canaux de refroi­dis­se­ment des moules d’injection plas­tique par exemple ou d’autres pièces des­ti­nées à l’industrie spa­tiale… Elle per­met aus­si d’optimiser le recours à la matière. Concrè­te­ment, on va pou­voir uti­li­ser la juste matière néces­saire pour la fabri­ca­tion, ce qui, in fine, a des ver­tus sur le plan éco­lo­gique et envi­ron­ne­men­tal. Hor­mis la fabri­ca­bi­li­té de la pièce, sa tenue en ser­vice et son coût, il n’y a plus de limite dans la concep­tion de pièces de formes par­fai­te­ment opti­mi­sées pour un allè­ge­ment consé­quent des struc­tures sans com­pro­mis sur leur résis­tance. C’est un argu­ment capi­tal pour l’industrie auto­mo­bile, aéro­nau­tique, fer­ro­viaire et spa­tiale, en quête de gain de masse pour réduire la consom­ma­tion des véhi­cules et leur impact envi­ron­ne­men­tal global.

Comment accompagnez-vous cette dynamique ?

Sur ce mar­ché de niche de la fabri­ca­tion addi­tive, Simetal3D est un spé­cia­liste du domaine de la simu­la­tion. En effet, nous ne fabri­quons pas de pièce !

“Sur ce marché de niche de la fabrication additive, Simetal3D est un spécialiste du domaine de la simulation.”

Nous met­tons à la dis­po­si­tion de nos clients notre exper­tise en simu­la­tion afin de leur évi­ter de longues phases de test et d’économiser de la matière. Concrè­te­ment, la simu­la­tion per­met de réduire signi­fi­ca­ti­ve­ment le risque d’échec, ce qui induit un gain de temps, mais éga­le­ment éco­no­mique au niveau de la pro­duc­tion. Elle per­met, en effet, d’anticiper les pro­blèmes et de maxi­mi­ser les chances de fabri­quer du pre­mier coup la pièce res­pec­tant le cahier des charges. La simu­la­tion apporte éga­le­ment une aide lors de la concep­tion de la pièce en vali­dant en phase amont sa fabri­ca­bi­li­té et en écar­tant les solu­tions mani­fes­te­ment non imprimables.

La simu­la­tion va éga­le­ment per­mettre d’optimiser les para­mètres de fabri­ca­tion. En tes­tant vir­tuel­le­ment et à moindre coût plu­sieurs jeux de para­mètres, elle iden­ti­fie les plus per­ti­nents pour un gain de temps, de matière et des coûts de pro­duc­tion opti­maux sur toute la chaîne de valeur.

Et pour conclure ?

Aujourd’hui sur ces sujets, je tra­vaille avec des grands groupes comme SAFRAN, des PME comme PINT que j’ai aidé à opti­mi­ser les stra­té­gies de lasage pour mini­mi­ser les contraintes rési­duelles dans des formes de pièces par­ti­cu­lières, ou encore

des labo­ra­toires de recherche, comme le labo­ra­toire GeEM de l’École Cen­trale de Nantes. Je suis par ailleurs en rela­tion avec d’autres indus­triels sur des sujets liés au DED.

Néan­moins, mal­gré les béné­fices en termes de pro­duc­ti­vi­té, de per­for­mance, de qua­li­té et de gains éco­no­miques, la fabri­ca­tion addi­tive et, de sur­croît, la simu­la­tion, sont encore per­çues par les indus­triels comme des sujets com­plexes et pas suf­fi­sam­ment matures. 

“Une accélération de l’adoption de la fabrication additive réduira significativement les coûts et contribuera à diminuer l’empreinte carbone et environnementale pour de nombreux industriels manufacturiers.”

Pour démo­cra­ti­ser leur uti­li­sa­tion et les faire gagner en visi­bi­li­té, je suis très actif au sein de l’écosystème de la fabri­ca­tion addi­tive en France au tra­vers de l’association FabAdd-Aca­dé­mie et de France Addi­tive, qui vise à lan­cer une dyna­mique posi­tive et à étendre l’utilisation de cette tech­no­lo­gie tous sec­teurs confondus.

Aujourd’hui, on observe une rela­tive len­teur en France dans l’adoption de ces tech­no­lo­gies par rap­port à des pays comme l’Allemagne ou les États-Unis. Ce déca­lage main­tient les coûts à un niveau trop éle­vé, ce qui en retour ralen­tit glo­ba­le­ment le mar­ché. Une accé­lé­ra­tion de l’adoption de la fabri­ca­tion addi­tive cas­se­ra ce cercle vicieux, rédui­ra signi­fi­ca­ti­ve­ment les coûts et contri­bue­ra à dimi­nuer l’empreinte car­bone et envi­ron­ne­men­tale pour de nom­breux indus­triels manu­fac­tu­riers.

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