L’impression 3D dans la Supply Chain

La fabrication additive (FA ou AM pour Additive Manufacturing) représente un potentiel important pour les acteurs de la Supply Chain. Elle est plus connue par le grand public sous le nom d’ « impression 3D ».

Dans une Supply en mouvement constant, dans un monde de plus en plus volatile et complexe, cette innovation technologique se développe et gagne en maturité. Mais alors, comment la fabrication additive se démocratise-t-elle ? Quels en sont les avantages pour les Supply Chain ? Quelles pièces peut-on imprimer ? 

Dans le but d’apporter des réponses à ces questions, nous avons organisé avec Spare Parts 3D une conférence / cocktail. Nos intervenants étaient : le CETIM, Nexter, Braskem et Siemens. Revenons ici sur les principaux enseignements. 

Une technologie mature

La fabrication additive​ apparaît comme une première réponse crédible face aux problèmes que connaît la Supply. Elle peut être utilisée soit via des prestataires spécialisés soit via l’installation d’imprimantes 3D en interne. L’impression ne se limite pas aux pièces plastiques. En effet, de nombreuses pièces métalliques sont imprimées, y compris certaines soumises à un environnement difficile. 

Les exemples de son utilisation ne manquent pas, on peut notamment citer : 

• 2020 : Safran a investi 84M€ dans une usine de FA en France​ pour des pièces de grandes dimensions ; 
• 2021 : et avec la participation de Vallourec, Total a réalisé une première pièce détachée critique en FA pour une de ses plateformes en 2021 ; 
• 2021 : General Electric a vu deux de ses sites produire leur 100 000^ème pièce (carter pour l’un, embout de tuyère pour l’autre) en FA. 

Ces premiers investissements permettent de développer la technologie et d’augmenter la courbe d’expérience. Ceci permet de réduire les coûts pour l’ensemble des acteurs et d’accélérer d’autant le déploiement de la technologie. 

De multiples avantages

Amélioration de la disponibilité des pièces, réduction de l’empreinte carbone, services additionnels, allongement de la durée vie des produits, réduction des temps d’approvisionnements, hausse du taux de disponibilité : les bénéfices sont nombreux. Mais revenons en détails sur certains d’entre eux au cœur de multiples cas d’utilisation. 

Cas d’utilisation n°1 : R&D et prototypage

Le prototypage en fabrication classique est souvent coûteux. Cela est dû notamment aux essais multiples ainsi qu’à la quantité importante de matière utilisée pour arriver au prototype. En plus de diminuer ces coûts, la fabrication additive permet de prototyper bien plus rapidement. Enfin, elle permet d’accélérer les processus jusqu’à l’industrialisation. C’est l’ensemble de ces raisons qui avaient poussé Renault, par exemple, au début des années 2000 à se diriger vers cette technologie. 

Cas d’utilisation n°2 : Production, première monte

La fabrication additive a pour avantage de limiter les coûts et d’accélérer la production, notamment pour les petites séries et les demandes erratiques (exemple : pièces de fonderie très spécifiques).

Un autre avantage réside dans la simplification des process et la possibilité de réduction de la masse globale des produits finis. On comprend l’intérêt pour l’aéronautique par exemple où chaque gramme est précieux. 

Dernier avantage, la possibilité de simplifier la conception en remplaçant plusieurs pièces par une seule. « Nous souhaitions éliminer les étapes d’assemblage et ne produire qu’une seule pièce là où trois composants étaient auparavant nécessaires » explique Nicolas Nguyen, responsable de la plateforme R&T du projet chez Safran Landing Systems. 

Cette technologie permet également de réduire l’impact environnemental des entreprises, en limitant l’obsolescence et d’éventuels rebuts. 

Cas d’utilisation n°3 : Pièces détachées

Si vous nous lisez depuis quelques temps déjà, vous savez à quel point il est important de savoir gérer les pièces détachées de maintenance de ses propres équipements, et de proposer à ses clients les pièces détachées de leurs équipements. La gestion de leur stock est cependant complexe, et la fabrication additive apporte une nouvelle corde pour mieux l’appréhender. Deux segments distincts semblent être en mesure de se l’approprier : 

• Pour les fabricants d’équipement d’origine (Nexter, Whirpool, Siemens, etc.) et les distributeurs. La disponibilité rapide (de l’ordre de 1 à 3 semaines en sous-traitance, moins encore en interne) leur permet de diminuer fortement les stocks, tenir un catalogue plus large, d’améliorer le taux de service et d’accélérer les délais de livraison. Tout comme pour la production, un des avantages de la fabrication additive dans les pièces détachées concerne la diminution de l’impact écologique. 
• Pour les utilisateurs finaux (Braskem par exemple). Ce gain en autonomie leur permet d’améliorer le taux de disponibilité des pièces en stock tout en optimisant leur coût de possession. Cette autonomie a aussi pour avantage de s’affranchir de la relation avec les revendeurs de pièces détachées et ainsi de diminuer, dans certains cas, les coûts d’achat. Autre cas concret, Nexter expérimente l’utilisation d’imprimantes 3D directement sur les terrains d’opérations pour assurer des réparations plus rapides et simplifier la logistique. 

Cas d’utilisation n°4 : Développement de nouvelles offres

Enfin, la fabrication additive pourra permettre à de nouveaux acteurs d’étendre leurs activités en proposant leurs ateliers d’imprimantes 3D à des particuliers, PME ou GME n’ayant pas les moyens ou l’espace pour investir dans cette technologie. On pensera à des entreprises de service ou des GMS (distribution) par exemple.

Elle permet déjà à certains acteurs de se différencier dans leur secteur. Aujourd’hui, au-delà du coût du contrat, les acteurs 3PL proposent tous plus ou moins les mêmes services. DB Schenker a saisi l’importance de la fabrication additive en offrant à ses clients un service d’impression 3D complet. 

Une technologie qui s’applique à un panel restreint de pièces

Cependant, toutes les pièces ne sont pas imprimables en 3D, notamment du fait de contraintes techniques. Lors d’un projet mené en commun avec Spare Parts 3D, nous avons effectué un diagnostic chez l’un de nos clients pour identifier le potentiel et la scalabilité de la fabrication additive. L’échantillon analysé comptait 10 000 références, représentant 1% du catalogue total. Nous avons alors voulu catégoriser les pièces sur 2 critères : 

• La faisabilité (par SP3D) : la pièce est-elle imprimable ? 
• L’intérêt (par Findle) : la pièce vaut-elle la peine d’être imprimée ? 

Au sein de l’échantillon, 15% était imprimable dont près de 50% avec un business case positif et donc une rentabilité économique in fine. Ce chiffre de 7% montre que la fabrication additive n’est pas systématique, mais peut améliorer les processus d’une partie d’une entreprise. 

Quel avenir ?

Un spécialiste du secteur (Wohlers Associates) estime le taux de croissance annuelle à 26% entre 2020 et 2024 pour le marché de la fabrication additive. A titre de comparaison, c’est deux fois la croissance du e-commerce entre 2017 et 2021, pourtant secteur en plein essor. 

Avec le développement des technologies, les domaines d’utilisation vont croissants. La généralisation massive de la fabrication additive dans les années à venir s’explique par les nombreux cas d’usage et les bénéfices pour les entreprises, qu’il s’agisse de fabricants, de distributeurs ou d’utilisateurs finaux.