L’impression 3D au service de la performance Supply Chain

Star des années 2010, l’impression 3D était portée aux nues de la révolution Supply Chain ! Force est de constater que l’IA a pris le devant de la scène depuis quelques temps…
Mais, l’impression 3D demeure une levier à très forte valeur ajoutée pour les chaines d’approvisionnements qui savent l’exploiter.

L’impact de l’impression 3D dans la Supply Chain : vers une nouvelle ère industrielle

En effet, depuis plusieurs années, l’impression 3D (ou fabrication additive) a fait son entrée dans le paysage de la Supply Chain, apportant avec elle des promesses de transformation profonde. Parfois perçue comme un buzzword supplémentaire du métier, la technologie s’est aujourd’hui imposée comme un levier stratégique pour optimiser la production de prototypes, pièces détachées, et pièces de série, réduire les coûts logistiques et contribuer à une Supply Chain plus durable. Cet article se penche sur les opportunités qu’offre l’impression 3D, les matériaux disponibles et son impact direct sur la gestion des stocks.

L’impression 3D : une technologie au service de la flexibilité

L’impression 3D est un processus de fabrication additive qui permet de produire des objets physiques à partir de modèles numériques en déposant des couches successives de matériau. Contrairement aux méthodes de fabrication traditionnelles (soustractives, telles que l’usinage), elle réduit les déchets et permet une grande personnalisation ainsi qu’une liberté de conception accrue.

Dans la supply chain, cette technologie est particulièrement utile pour la fabrication de pièces détachées. C’est peut-être un peu réducteur de citer cet exemple des pièces détachées mais cela reste vrai !

Un des points faibles traditionnels de la gestion des pièces détachées est le maintien d’un large inventaire pour répondre aux besoins d’entretien ou de réparation sur une longue durée. Avec l’impression 3D, les entreprises peuvent imprimer les pièces à la demande, éliminant ainsi les coûts liés à l’entreposage, à l’obsolescence des produits ou à la disparition des références disponibles.

L’impression 3D offre plusieurs avantages qui impactent directement la performance et l’efficacité de la Supply Chain.

Voici quelques-unes des opportunités les plus notables :

1. Réduction des délais de production et de livraison

Dans une Supply Chain traditionnelle, la production de pièces détachées peut impliquer plusieurs étapes complexes : commande auprès de fournisseurs, fabrication, stockage, puis expédition. Ces processus peuvent entraîner des délais de plusieurs semaines, voire mois. Surtout si le site de production à moindre coût est à l’autre bout du monde.

Avec l’impression 3D, ces délais sont drastiquement réduits. Une pièce peut être imprimée directement sur site ou dans un centre proche du lieu de besoin, en quelques heures ou jours, selon sa complexité. Cette capacité permet une réactivité inédite et améliore la gestion des situations d’urgence. Les émissions de Co2 liées au transport sont également diminuées.

Cela amène aussi le service de maintenance à réfléchir et agir différemment. Dans un secteur logistique où la maintenance est au coeur de la performance de l‘automatisation des entrepôts, l’impression 3D se révèle être un ‘game changer’ supplémentaire pour cette fonction.

2. Réduction des coûts d’achats

En sélectionnant des pièces ayant des caractéristiques idéales pour l’impression 3D (petites ou moyennes séries, pièces de faibles volumes, pièces de formes complexes). Les coûts d’achat peuvent être réduits jusqu’à 50% par pièces en comparaison aux méthodes classiques d’approvisionnement (moulage, fonderie, usinage). Au delà de 200 unités, la compétitivité ne sera plus en faveur de l’impression 3D. Une production en série classique apportera une réponse financière de meilleure qualité.

3. Optimisation des coûts logistiques

En réduisant le besoin d’entreposer des pièces détachées sur de longues périodes, l’impression 3D permet également de réduire les coûts liés au stockage et au transport. Cela est particulièrement pertinent pour les entreprises qui opèrent à l’échelle mondiale. Plutôt que d’expédier via conteneurs des pièces finies à travers le monde, les entreprises peuvent simplement transférer des fichiers numériques aux sites de production locaux équipés de machines d’impression 3D, diminuant ainsi les frais de transport, les droits de douane et l’empreinte carbone. Concernant les couts de transport, le faible poids des pièces diminue encore ce poste de charge. La facturation au poids restant très courante dans le monde du transport.

4. Personnalisation des produits

Un autre avantage majeur est la possibilité de personnaliser les produits sans surcoût. Grâce à l’impression 3D, les entreprises peuvent répondre à des besoins spécifiques en fabriquant des pièces sur mesure, que ce soit pour des applications industrielles ou des biens de consommation. Cela permet de proposer des solutions individualisées aux clients tout en minimisant les frais de production.
Autre avantage majeur par rapport à des modes d’approvisionnement se basant sur des moules de type fonderies ou plasturgies ; l’impression 3D permet de modifier la conception sans surcout, alors qu’un fondeur ou un plasturgiste devra passer par la création d’un nouveau moule. Les clients finaux ne sont donc plus « piégés » par leur conception et peuvent apporter des améliorations à leur pièces facilement et avec des investissements fortement réduits.

5. Disponibilité à la production de pièces rares ou disparues

Certaines pièces détachées peuvent devenir obsolètes avec le temps ou être extrêmement rares en raison de leur faible demande. Plutôt que de maintenir ces pièces en inventaire pendant des années, les entreprises peuvent les imprimer au moment où elles en ont besoin. Cela est particulièrement utile dans des industries comme l’aérospatiale, où des composants spécifiques sont souvent requis pour des modèles d’équipements anciens. Le secteur des voitures de collection est aussi concerné par ce process d’impression 3D.

Les matériaux utilisés dans l’impression 3D : la pierre angulaire de la valeur ajoutée

L’un des éléments clés qui a permis à l’impression 3D de passer du stade de prototype à celui d’outil industriel est l’évolution des matériaux. Aujourd’hui, une large gamme de matériaux peut être utilisée, offrant des performances variées selon les besoins. On peut considérer qu’en dessous de 250°C, l’imprimante 3D peut désormais répondre à tous les usages. Sans oublier bien entendu la limite de la taille de l’objet à imprimer.

Voici un aperçu des principaux matériaux utilisés :

1. Les plastiques

Les thermoplastiques sont les matériaux les plus couramment utilisés dans l’impression 3D, notamment grâce à leur coût abordable et leur facilité d’utilisation. Parmi les plastiques les plus populaires, on trouve le PLA (acide polylactique), l’ABS (acrylonitrile butadiène styrène) et le nylon. Ces matériaux sont particulièrement adaptés à la production rapide de prototypes ou de pièces fonctionnelles peu sollicitées.

2. Les métaux

L’impression 3D métallique a ouvert de nouvelles perspectives dans des secteurs tels que l’aéronautique, l’automobile et la médecine. Les alliages comme le titane, l’acier inoxydable, ou l’aluminium sont largement utilisés pour produire des pièces à haute résistance, capables de supporter des conditions extrêmes. La possibilité de fabriquer des pièces complexes en métal, avec une précision accrue, est l’un des facteurs qui poussent les industries à adopter cette technologie.

3. Les résines

Les résines sont souvent utilisées pour des impressions de haute précision et sont particulièrement prisées dans le domaine dentaire, bijoutier, et médical. Elles permettent d’obtenir des surfaces lisses et des détails extrêmement fins, rendant possible la fabrication de pièces à haute valeur ajoutée. De ce point de vue, la logistique hospitalière peut engranger de nombreux bénéfices de disponibilité, de place et d’empreinte carbone.

4. Les matériaux composites

Les matériaux composites, qui combinent plusieurs matériaux pour en maximiser les propriétés, sont de plus en plus utilisés dans l’impression 3D.
Les composites le plus usités sont le nylon chargé en fibre de carbone de verre ou de Kevlar.
Des polymères renforcés par des fibres de carbone permettent de produire des pièces très résistantes tout en restant légères, idéales pour des applications dans l’automobile ou l’aérospatiale, et les industries métallurgiques au sens large.
Ces matériaux sont donc idéals pour des pièces soumises à de fortes contraintes mécaniques et/ou environnement d’utilisation contraignant.

L’impact de l’impression 3D sur la gestion des stocks dans la Supply Chain

L’une des principales révolutions apportées par l’impression 3D concerne la gestion des stocks. Traditionnellement, les entreprises doivent maintenir des stocks de pièces détachées pour garantir leur disponibilité à tout moment. Cela représente des coûts importants en termes d’espace de stockage, de gestion des inventaires, et de risques liés à l’obsolescence des produits. L’impression 3D modifie cette approche en permettant une production à la demande. La stratégie de production peut donc fortement évoluer avec cette technologie pour passer d’un make to stock à un make to order facilement.

1. Réduction des stocks physiques

Avec l’impression 3D, les entreprises n’ont plus besoin de stocker un grand nombre de pièces finies. Elles peuvent, à la place, conserver des fichiers numériques et imprimer les pièces lorsqu’elles sont nécessaires. Cette stratégie permet de réduire drastiquement les besoins en espace de stockage, notamment pour les pièces à faible rotation ou celles ayant une longue durée de vie. Il faudra alors veiller à travailler un plan d’ordonnancement éclairé pour assurer la continuité de la production à la demande.

2. Diminution des risques d’obsolescence

L’obsolescence des pièces est un problème courant dans de nombreuses industries, notamment l’automobile ou l’électronique. L’impression 3D permet d’éviter ce problème en ne produisant les pièces que lorsqu’elles sont nécessaires, éliminant ainsi le risque de stocker des pièces qui ne seront jamais utilisées.

3. Meilleure absorption des pics de demande

Dans les secteurs où la demande fluctue (par exemple, en maintenance ou en réparation), l’impression 3D offre la possibilité de répondre rapidement aux pics de demande sans avoir à surstocker. Les entreprises peuvent produire les pièces nécessaires en fonction des besoins réels, ce qui améliore la flexibilité et la réactivité générale de la Supply Chain.

En substance, l’impression 3D transforme progressivement (et discrètement) la gestion de la Supply Chain, en particulier dans le domaine des pièces détachées. Avec sa capacité à réduire les délais de production, à optimiser les coûts et à diminuer l’empreinte carbone, elle s’impose comme une solution clé pour une chaine d’approvisionnement plus agile et durable. De plus, l’évolution constante des matériaux utilisés permet d’étendre les usages de cette technologie, ouvrant la voie à des matériaux toujours plus pertinents et des applications toujours plus innovantes.

Use Case

Illustrons cet article autour d’un cas concret travaillé pour une pièce de rechange d’un appareil de production. Ce cas est emprunté à la société NOVATEC 3D, sous traitant industriel de nombreuses Supply Chain par l’impression 3D.

Une des pièces d’un des outils de production du client avait cassé et ce client a du faire une réparation de fortune étant donné que les pièces de rechanges sur ce type de machine sont désormais introuvables dans le commerce.

Après un travail de prise de côtes, d’optimisation de la conception initiale et de création du plan 3D, la pièce de remplacement a été validée par le client puis imprimée et mise en place sur l’outil de production.

Le matériau choisi a été un nylon renforcé en carbone pour une résistance plus importante que la pièce d’origine en plastique plus traditionnel.

Résultat : Un outil de production de nouveau pleinement fonctionnel pour un coût maitrisé, un délai tenu et le plus important : un client satisfait!

Par Pierre & Pierre