La guerre en Ukraine, la COVID-19, le canal de Suez obstrué, la pénurie de conteneurs, les feux de forêt en Colombie-Britannique et les tarifs douaniers américains sur l’acier et l’aluminium canadiens ont révélé la complexité et la vulnérabilité de nos chaînes d’approvisionnement face aux pandémies, conflits armés, mesures protectionnistes, accidents logistiques et aux catastrophes engendrées par les événements climatiques extrêmes.
Pour mitiger ces risques, il convient de diversifier les sources d’approvisionnement, de prioriser les fournisseurs locaux ou provenant de pays alliés et d’accroître la flexibilité de la production. Dans ce contexte, la fabrication additive (FA) devient encore plus stratégique.
La FA est un processus manufacturier de bout en bout qui produit des objets physiques à partir de modèles numériques 3D. L’impression s’effectue par l’ajout de matières par couches successives (plastiques, métaux, céramiques, etc.) permettant de fabriquer rapidement et à coûts unitaires stables des pièces uniques ou des petites séries aux géométries allégées et complexes. Les produits en résultant comportent moins de matières, d’éléments et d’étapes d’assemblage. Les impacts d’éventuelles hausses de prix, pénuries ou problèmes logistiques sont ainsi atténués. Cette optimisation offre souvent une meilleure performance du produit final et un cycle de vie allongé.
Le rapide passage de la conception à la production de pièces et d’outillages et/ou pour changer d’outillage sont des atouts majeurs. Le design, le prototypage, l’affinage et la reconfiguration d’un produit se font dans un temps réduit sans avoir à réaliser d’itérations de design nécessitant des mois avec des procédés plus traditionnels d’usinage ou obligeant à fabriquer des moules, comme pour l’injection par moulage. Des gains en efficience sont obtenus en procédant avec une plateforme unique qui raccourcit la chaîne d’approvisionnement. Et parce que la FA procède de modèles numériques, les designs peuvent être transmis à des imprimantes 3D situées à proximité des utilisateurs. L’entreprise est donc moins vulnérable aux délais de livraison de fournisseurs éloignés.
La FA offre la possibilité de produire sur demande, sans exigences élevées de quantité minimale contrairement aux procédés traditionnels. Cela permet de diminuer les besoins et frais d’entreposage des pièces ou des produits finaux. On optera aussi pour la FA, lorsque l’obsolescence des produits finaux est plus rapide dans un marché donné.
Finalement, l’ajout de capacités en FA donne plus de flexibilité à la production d’une entreprise, même si elle utilise aussi des procédés plus traditionnels comme le moulage sous pression pour les contrats demandant plusieurs exemplaires d’un même produit normalisé ou la production de pièces de grande dimension. L’entreprise peut aussi utiliser une approche hybride combinant FA et machine à contrôle numérique (CNC), afin de réduire les coûts de matières, de fabrication et de finition de certaines pièces. Ainsi, la majeure partie d’une turbine peut être fabriquée avec la machine CNC, les ailettes et lames en FA et la finition assurée en CNC. Certaines machines aussi sont dites hybrides, combinant les deux types de procédés, soustractif et additif, en un même équipement.
Les risques et coûts d’exploration, d’adoption et de maîtrise de la FA ont diminué au cours des dernières années. On peut louer des imprimantes 3D ou payer des frais en fonction de l’utilisation faite ou du nombre de pièces produites. De multiples aides gouvernementales sont disponibles pour acquérir des équipements et perfectionner les compétences. De nombreuses formations diplômantes ou qualifiantes sont apparues pour faciliter l’apprentissage de la FA. Et depuis le 1er juin 2022, le Carrefour québécois de la fabrication additive (CQFA) est entré en action avec pour objectifs de promouvoir les expertises de l’écosystème de la FA au Québec, de partager les connaissances et expériences, et de développer des collaborations et des occasions d’affaires.
Par Carrefour québécois de la fabrication additive (CQFA).
L’auteur est membre du comité de pilotage du CQFA et économiste principal, Innovation, Sciences et Développement économique Canada (ISDE). Il remercie le Carrefour québécois de la fabrication additive (CQFA), PRIMA Québec et Denis Akzam (Systèmes P4BUS) pour leurs commentaires.
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