De plus en plus d’industriels sont séduits par les avantages de la fabrication additive et l’intègrent dans leur cycle de production. Toutefois, elle reste un outil complémentaire aux méthodes de production classiques. Alors, quelles sont les différences entre la fabrication additive et la fabrication soustractive ? Existe-t-il un procédé plus intéressant que l’autre ? Quels sont les avantages et les limites que chaque technique présente ?
Les principales méthodes de fabrication soustractive
Elle représente tous les procédés de fabrication qui s’appuient sur la transformation d’un bloc de matériau solide dans la forme souhaitée. On vient progressivement retirer ou déformer de la matière afin de modeler petit à petit la pièce finale. Parmi ces procédés, on retrouve plusieurs techniques comme :
- L’usinage
- Le moulage par injection (ou injection plastique)
- L’assemblage (soudage, collage)
- Le forage
- Etc…
Aujourd’hui, la majorité des industriels utilisent l’usinage CNC. Il s’agit d’un procédé par lequel une machine contrôlée par un ordinateur vient retirer la matière nécessaire pour obtenir la pièce voulue. C’est une technique qui permet d’atteindre une grande précision mais qui est assez limitée en termes de complexité géométrique. L’usinage CNC est principalement utilisé pour fabriquer des prototypes fonctionnels et des pièces de moteur. C’est une méthode assez prisée par les secteurs aéronautique et automobile.
Le moulage par injection permet de produire des pièces fines en grande série. En effet, les coûts de démarrage sont particulièrement élevés.
La fabrication additive, une méthode plus viable ?
Tout comme la fabrication soustractive, l’impression 3D comprend différents procédés qu’on connaît sous la forme des technologies :
- Dépôt de matière fondue
- Frittage de poudre
- Liage de poudre
- Stéréolithographie
- Etc…
Chaque technologie présente des avantages et limites propres (précision, rapidité, matériaux disponibles, qualité d’impression, etc…)
L’impression 3D est de plus en plus de présente dans les cycles de production. Cependant, elle représente le plus souvent un outil complémentaire aux méthodes traditionnelles. On voit souvent des industriels qui allient usinage et fabrication additive, réduisant ainsi leurs coûts en augmentant leur efficacité. On peut se demander si les deux méthodes s’opposent réellement. Quelques critères sont essentiels pour se décider.
La forme des pièces souhaitées
Lorsqu’il s’agit de fabriquer des pièces complexes, la fabrication additive offrira davantage de liberté. En effet, on peut modéliser facilement sans avoir besoin de produire un moule compliqué et cher. Si vous cherchez donc la complexité géométrique, l’impression 3D sera une meilleure réponse que les procédés de fabrication traditionnels. Reste à connaître toutefois la taille de votre pièce. Les imprimantes 3D n’ont pas toutes un grand volume d’impression. Pensez toutefois à imprimer en plusieurs fois ! L’assemblage est souvent la meilleure solution.
La fabrication additive est également une meilleure option pour personnaliser des pièces. La modélisation 3D vous permettra de créer des pièces sur-mesure. De plus, vous pouvez répliquer les pièces autant de fois que vous le souhaitez.
La quantité de pièces attendue
Même si la fabrication additive réduit les délais de production, elle n’est pas adaptée à la production en grande série. Elle est encore trop lente pour produire des centaines de pièces à la fois, limitée par la taille du plateau d’impression de l’imprimante 3D. C’est pourquoi les techniques de fabrication soustractive seront plus adaptées à une production en grande série.
Ce critère en implique un autre : les délais de fabrication dont vous disposez. Avec les procédés de fabrication soustractive, il faut généralement créer des moules et installer des machines de production assez lourdes. C’est une contrainte qui prend beaucoup de temps et qui viendra allonger considérablement votre cycle de fabrication. A l’inverse, une imprimante 3D peut être installée assez rapidement selon la technologie choisie. De plus, elle pourra fabriquer une première pièce en quelques heures (selon sa taille et sa complexité) et sans outillages spécifiques.
Les matériaux voulus
Une large gamme de matériaux est compatible avec les deux méthodes de fabrication notamment les plastiques et les métaux. Toutefois, ce choix est plus limité dans la fabrication additive. En effet, selon l’imprimante 3D possédée, vous serez contraints d’utiliser tel ou tel matériau. De plus, une imprimante FDM vous réduira à l’utilisation de plastiques tandis qu’une machine SLA n’est compatible qu’avec une résine sensible aux UV.
Finalement, il semblerait que la fabrication additive soit plus adaptée pour créer des pièces géométriquement complexes ou qui ont besoin d’être personnalisées. Cependant, les méthodes soustractives sont davantage utilisées pour produire en grande série des pièces aux formes assez basiques. On commence à voir des machines hybrides sur le marché de la fabrication qui permettent justement de ne pas faire ce choix dans certaines situations. Toutefois, nous sommes qu’aux débuts de ces développements, les industriels préférant investir dans deux machines différentes et complémentaires.
