Pour cette première expérience, HP, BASF, Siemens et Materialise, les « Big Four » ont réuni une centaine d’invités à Utrecht, Pays-Bas.
Dans les grandes villes européennes, des conférences dédiées à la fabrication additive sont organisées pour sensibiliser au potentiel de la technologie et discuter des défis actuels que les entreprises doivent encore relever. Au Benelux, nous n’avions pas encore d’événement dédié de ce type. Jusqu’au 18 septembre, date à laquelle HP, BASF, Siemens et Materialise ont uni leurs forces pour y parvenir. Pour cette première expérience, les « Big Four » ont réuni une centaine d’invités à Utrecht, aux Pays-Bas.
Bien qu’aucune raison particulière n’explique le choix de la quatrième plus grande ville des Pays-Bas, il convient de noter que l’environnement inspirant du NBC Congress Centrum a ouvert la voie aux innovations que nous avons découvertes.
Quatre points principaux ont façonné cette rencontre :
– Autour de collations et de boissons, les invités ont réseauté avec leurs pairs dans le hall d’exposition, tout en découvrant le système d’impression 3D Jet Fusion 5200 récemment lancé par HP, les développements matériaux de BASF, la solution intégrée de Siemens pour industrialiser la FA de bout en bout ainsi que la puissance inspiratrice de la co-création de Materialise.
– Si la séance plénière a été un « rappel » intéressant des services de chaque entreprise, elle a montré quelque chose de beaucoup plus important : leur complémentarité et leur volonté de continuer à repousser les limites de l’industrie 4.0 ensemble.
– Chaque groupe d’invités (répartis en fonction de leur insigne de couleur) a assisté à des séances en petits groupes visant à approfondir leur compréhension de ce que chaque entreprise apportait au marché industriel et au marché de la consommation.
– Un panel et un cocktail ont permis aux participants de sympathiser et de mieux se connaître à la fin de la journée.
Malgré la forte complémentarité entre les partenaires de cette conférence, les entretiens individuels avec les représentants de chaque entreprise ont révélé des stratégies perspicaces et tournées vers l’avenir.
HP & la Production numérique à la demande
Reconnu comme l’un des leaders sur le marché des imprimantes 2D, HP est entré sur le marché de l’impression 3D en 2014, à la fin de son exercice fiscal. Ce moment était parfait pour ceux qui souhaitaient se spécialiser dans la fabrication additive métallique, car les brevets de plusieurs technologies, y compris le jet de liant, commençaient à expirer, permettant à de nouvelles entreprises d’entrer sur le marché. Plus important encore, c’était un véritable défi de tirer parti des connaissances et de l’expertise de l’entreprise en matière d’impression 2D pour aider les industries à passer à la fabrication intelligente.
Fait intéressant, à la tête de HP 3D Printing Business, nous ne trouvons pas toujours des vétérans de l’industrie de la FA, comme dans la plupart des entreprises spécialisées de ce secteur. Ne vous méprenez pas, les vétérans apportent toute une série d’avantages à une entreprise, mais un outsider comme Philipp Jung apporte un regard neuf qui est également nécessaire pour aider HP à envisager un avenir à long terme dans l’industrie.
Le Chief Strategy Officer travaille depuis 6 ans dans l’entreprise. Rapidement impliqué dans le parcours de réussite du client, P. Jung s’est rendu compte que la transformation de la production industrielle d’une entreprise nécessitait la prise en compte de deux facteurs principaux :
– « Il ne s’agit pas que d’imprimantes 3D. » C’est un fait indiscutable pour Jung. En effet, la capacité de Hewlett Packard à créer de la valeur repose sur des analyses de rentabilisation qui ont quelque chose en commun : tirer parti des capacités de plusieurs outils d’un système plus vaste – qui comprend la conception, les logiciels et les matériaux.
« La technologie progresse peut-être à un rythme rapide, mais il faut encore du temps pour mettre en œuvre une production numérique réelle et complète dans les usines des entreprises », a déclaré M. Jung.
L’état d’esprit des gens n’est pas encore prêt. De plus, ceux qui sont prêts n’ont pas les compétences requises. La numérisation ne vise pas à supprimer des emplois, mais à en créer de nouveaux, tout en améliorant les anciennes tâches.
Dans cet esprit, pour aider les étudiants et les professionnels à mieux embrasser la fabrication additive, le spécialiste de la Multi-Jet fusion a décidé de lancer son programme de formation en collaboration avec certaines universités. On peut s’attendre à recevoir plus d’informations sur ce programme le semestre prochain.
– Le deuxième facteur à prendre en compte par Jung consiste à « faire progresser la proposition de valeur de la technologie en améliorant la productivité ». Bien que l’impression 3D ait plusieurs décennies d’existence, elle est venue perturber des installations qui intégraient déjà toute une série de procédés de fabrication.
Pour Jung, « il est donc crucial de rendre la fabrication additive plus attrayante ». La meilleure façon de le faire est de mettre en évidence et de mettre l’accent sur les forces de la technologie que d’autres productions manufacturières n’ont pas.
La précision dimensionnelle des pièces et l’augmentation de la productivité sont des avantages clés qui peuvent faire pencher la balance en faveur de la fabrication additive.
Ce qui permet à cet écosystème de durer dans le temps
Bien qu’il y ait certainement de grandes réussites dans l’industrie, la réalité montre aussi un grand nombre d’entreprises qui ont fait faillite. Selon Jung, ceux qui sont encore dans le jeu aujourd’hui sont ceux qui ont réussi à conserver « un esprit d’entrepreneuriat ». Seul un esprit d’entrepreneuriat procure un besoin inhérent d’aborder les défis et les erreurs, d’améliorer les compétences, d’essayer et de réessayer.
En cinq ans dans l’industrie, HP s’est entouré de collaborateurs internes et de partenaires comme materialise ou BASF qui ont cet état d’esprit. Son portefeuille illustre aujourd’hui cet état d’esprit dans son évolution :
- La série HP JET Fusion 500/300, par exemple, permet le prototypage fonctionnel. Il a été conçu avec la couleur à l’esprit. « Si vous rayez une pièce produite avec ce système, la couleur sera toujours présente», explique l’expert.
- La série HP Jet Fusion 4200 est idéale pour la production à faible volume, tandis que le système le plus récent, la série 5200, permet d’atteindre une production en volume. De plus, « cela inclut ce qui est nécessaire pour transformer la fabrication. Ce système est livré avec une solution qui intègre des fonctionnalités logicielles. »
Lancée l’année dernière, la HP Metal Jet Fusion, en revanche, permet une production de masse. Elle est actuellement exploitée dans le cadre des services de production de quelques fabricants de l’industrie (comme GKN).
Avec ces atouts dans son portefeuille, HP est plus que prêt à changer le monde de la fabrication.
BASF et ses matériaux innovants
Baden Aniline and Soda Factory aka BASF est un empire dans l’industrie chimique. Avec des filiales et des joint-ventures dans plus de 80 pays, la société possède plus de 390 sites de production dans le monde. Depuis plusieurs années, le géant de la chimie s’est engagé dans des partenariats de haut niveau dans la FA avec des partenaires comme HP et Essentium mais le 1er septembre 2017 a été une année décisive pour la société qui a annoncé la création effective de son activité dédiée à la fabrication additive.
BASF 3D Printing Solutions GmbH est entrée sur le marché de la fabrication additive lorsqu’il y avait une forte demande pour des plastiques et des poudres plus fonctionnels.
Cependant, « la génération de géométries complexes dans une variété croissante de matériaux, y compris les polymères, les céramiques et les métaux, nécessite un certain niveau d’expérience et de temps pour traduire les interactions moléculaires en matériaux et dispositifs pratiques » explique Rüdiger Theobald, Senior Manager Sales & Marketing 3D Power Solutions.
De plus, le fait d’avoir un matériau fonctionnel ne suffit pas, les producteurs doivent s’assurer qu’ils respectent des normes spécifiques de sécurité, de qualité ou de performance. C’est la raison pour laquelle BASF 3D Printing Solutions GmbH a décidé de se positionner comme fournisseur de solutions complètes pour l’impression 3D industrielle.
L’entreprise travaille actuellement sur un « programme de matériaux certifiés par des tiers ». Elle fournit également des services intégrés d’ingénierie et de simulation pour aider les entreprises dans leur flux de FA. En effet, l’unité d’Impression 3D a compris l’importance de chaque étape d’un processus de fabrication additive. Par conséquent, le rôle de ses ingénieurs consiste, sans s’y limiter, à aider les clients à optimiser la conception des pièces, la simulation des pièces et les propriétés des procédés. Ils peuvent également tester le comportement de la pièce sous charge et vous conseiller sur le procédé d’impression 3D le mieux adapté.
« Un an en FA, c’est 10 ans en chimie traditionnelle » Rüdiger Theobald.
Le portefeuille de BASF comprend une gamme complète de thermoplastiques techniques, polyuréthanes, systèmes acryliques, additifs fonctionnels, stabilisants et pigments. Ces produits constituent la base des formulations prêtes à l’emploi pour l’impression 3D.
Il faut tellement de temps pour développer un matériau d’impression 3D que les producteurs doivent être en mesure de saisir les opportunités du marché lorsqu’ils en voient une. Theobald a relaté l’une de ces opportunités lors du développement du célèbre TPU.
Il y a quatre ans, BASF a renforcé sa collaboration avec HP pour le développement de matériaux de FA prêts à la production. HP a demandé à BASF de développer un « matériau TPU facile à imprimer« . Pour BASF, ce n’était pas leur première expérience avec ce matériau.
En effet, les premiers tests concernant le matériau TPU Ultrasint ont été effectués il y a 6 ans. Le matériau est connu sous le nom de « granulé [idéal] pour les applications flexibles qui nécessitent un rebond et une absorption des chocs. Dans le cadre de ce partenariat avec HP], le défi consistait donc à fabriquer une poudre compatible avec la technologie HP MJF », explique Theobald.
Une large gamme de matériaux était en cours d’élaboration, mais le nouveau polyuréthane thermoplastique (TPU), ULTRASINT™, élargit la gamme d’applications des nouveaux systèmes de la série Jet Fusion 5200.
« Aujourd’hui, un grand nombre de systèmes de FA sont disponibles sur le marché. Chacun de ces systèmes devrait être capable d’atteindre une reproductibilité élevée et une production de masse de matériaux. L’objectif de BASF est de permettre cette production de masse. Plus important encore, nous voulons être les premiers à atteindre cet objectif. Il faut être le premier si l’on veut innover », conclut Theobald.
Materialise & le voyage de la co-création
Bart Van der Schueren est le vétéran de ce groupe. Avec 29 ans d’expérience dans cette industrie, le CTO a littéralement construit cette entreprise aux côtés de Wilfried Vancraen. Parler à Van der Schueren, c’était comme parler à un sage qui partageait son expérience de l’industrie pour que chacun puisse en tirer le meilleur parti.
« C’était dur et ça l’est toujours. Vous devez respecter de nouvelles règles et de nouvelles langues. De plus, le monde de la fabrication est quelque chose et le monde du prototypage en est un autre », explique l’expert.
En trois décennies, Materialise a réussi à créer et à fournir une gamme de solutions logicielles et de services d’impression 3D qui constituent l’épine dorsale de l’industrie de l’impression 3D. Selon M. Van der Schueren, chaque décennie s’est accompagnée d’une série de défis :
– Au cours de la première décennie, l’objectif était de « faire en sorte que ça marche ». Pouvoir connecter avec succès leurs solutions logicielles aux systèmes de FA. La volatilité du marché n’était pas rassurante et il n’y avait que deux entreprises qui fournissaient des services à l’époque.
– Au cours de la deuxième décennie, l’accent a été mis sur la recherche d’une gamme d’applications susceptibles de tirer parti de la fabrication additive. L’entreprise a franchi des étapes importantes en découvrant le potentiel technologique dans les secteurs de la lunetterie, du sport, des biens de consommation, du prototypage, de la mode, de l’industrie, du design et de la santé. Plus important encore, plus ils découvraient d’applications, plus ils étaient capables de personnaliser et de développer de nouveaux outils de leur plate-forme logicielle. De nouveaux outils ont été développés, par exemple pour les domaines dentaire et du design. Aujourd’hui, « notre logiciel relie la créativité du design à ce qui est imprimable », a déclaré le CTO. En outre, la disconnectivité était un autre problème important auquel l’industrie était confrontée. « Pour obtenir une production rapide et en série, tous les outils doivent être connectés et fonctionner comme s’ils faisaient partie d’un système unique. Il était donc vital de relier nos outils logiciels au portefeuille de produits des entreprises pour permettre une production de FA viable. » Pour illustrer ce point, le porte-parole de Materialise a rappelé comment sa technologie a été intégrée dans le logiciel Siemens NX™, rationalisant la conception au processus de fabrication pour la gamme croissante de produits fabriqués avec la FA.
– Cette troisième décennie n’avait qu’un seul objectif : « rendre l’industrie évolutive ». Dans toutes les industries qui tirent parti de la fabrication additive, les professionnels continuent de faire face à des problèmes de coût et de prévisibilité. Pour répondre à ces questions, la société belge a décidé d’appliquer une approche de co-création. Le parcours de co-création de Materialise est un moyen idéal d’identifier comment un projet peut bénéficier de l’impression 3D. De plus, une session interactive entre les experts de Materialise et des experts d’une autre industrie est un moyen tangible d’apprécier les connaissances approfondies de l’entreprise en matière de fabrication additive. Les collaborations avec Hoet & Safilo dans l’industrie de la lunetterie en sont quelques exemples.
La place du Benelux dans l’industrie de la FA mondiale
Comme Materialise est une société belge et qu’il s’agissait de la première conférence de FA organisée par les quatre partenaires du Benelux, il aurait été étrange de ne pas mentionner la place de la région du Benelux dans l’industrie de la FA.
En parlant de ce positionnement, la réalité montre qu’en ce qui concerne l’intégration de la FA, le Benelux est encore un marché naissant par rapport aux pays voisins comme l’Allemagne ou la France.
« D’un point de vue technologique, la Belgique et les Pays-Bas disposent d’une présence industrielle notable en raison de la présence de quelques entreprises de premier plan. Du point de vue applicatif, je reste sceptique quant à l’intégration de la FA en Belgique. L’industrie néerlandaise est beaucoup plus réceptive aux mutations industrielles. Les entreprises belges, quant à elles, devraient se rendre compte qu’il est temps d’investir dans la technologie. A l’heure actuelle, nous ne voyons pas encore le pouvoir transformateur de la FA au Luxembourg », a déclaré Van der Schueren.
Materialise a prouvé qu’elle ne cessera pas de relever les défis de la FA. La prochaine question à l’ordre du jour est la valeur de la technologie en matière de durabilité. La FA y joue un rôle important et Materialise entend participer à ce dialogue.
Siemens et la solution intégrée de bout en bout pour l’industrialisation de la fabrication additive
Siemens, c’est beaucoup de choses. Il faudrait peut-être plus d’un article pour faire une décente description du groupe multinational allemand. Il est toutefois intéressant de garder à l’esprit que l’entreprise technologique est principalement active dans l’industrie, l’énergie et la santé.
L’entreprise a d’abord été un utilisateur de la FA avant d’être un acteur clé dans ce marché de niche. En tant qu’éditeur de logiciels, l’expert en technologie fournit ses solutions sous la marque Siemens Digital Industries Software, anciennement connue sous le nom de Siemens PLM Software.
Le Dr Tom van’t Erve, directeur global de la fabrication additive chez Siemens Digital Industries Software, indique clairement dès sa première déclaration : « La fabrication additive n’est pas le centre de notre univers. C’est un outil dans une boîte à outils plus grande. » En effet, Siemens met l’accent sur l’industrialisation dans le cadre de ses services. Grâce à son système intégré de bout en bout pour l’industrialisation de la fabrication additive, Siemens accompagne les entreprises à chaque étape de la chaîne de valeur, de la conception à la production du produit final.
« Une fois que vous avez conçu une pièce, vous devez la préparer pour la production et cela nécessite une communication avec la machine pour assurer la traçabilité, le suivi de la machine mais surtout, la gestion et l’exécution d’un processus professionnel », explique van’t Erve.
Ce type de préparation peut nécessiter l’utilisation de divers outils. De plus, les opérateurs comparent souvent la FA aux procédés de fabrication conventionnels. L’expert démontre que cette comparaison n’est pas seulement visible au niveau de la machine, mais aussi au niveau du logiciel. En effet, même s’il peut y avoir des défis spécifiques à la FA au niveau du logiciel, « lors de l’utilisation d’outils logiciels spécifiques à la FA, la mise en œuvre d’un changement ne nécessite pas de modifier le processus de production, ce qui est souvent le cas avec les logiciels traditionnels ».
Plus important encore, le fait d’envisager tous les défis qui peuvent survenir au cours d’un processus de production donné, qu’il s’agisse d’un processus de FA ou de CNC, peut aider les professionnels à gagner un temps considérable pendant la production.
La valeur de la technologie « digital twin »
Tom van’t Erve a parlé d’un concept qui consiste à lier les dessins numériques à leurs équivalents physiques. Le concept n’est pas nouveau, mais il prend de l’ampleur puisqu’il a prouvé sa viabilité en recueillant et en analysant des données réelles sur les produits pendant les opérations. La vision de Siemens de la technologie numérique double consiste donc en une réplique virtuelle d’un système, d’un processus ou d’un produit physique. L’expert en technologie explore donc les possibilités de cette technologie à trois niveaux : Digital Twin of Product – Digital Twin of Production et Digital Twin of Performance.
Selon van’t Erve, cette technologie « offre un aperçu en temps réel de la performance d’un actif physique. L’utilisation de cette technologie permettrait à l’opérateur d’identifier les domaines dans lesquels des améliorations peuvent être apportées pour obtenir des résultats plus favorables. »
En d’autres termes, le jumelage numérique d’un produit consistera en la création de modèles numériques permettant de prédire avec précision le comportement de ces produits. « Des améliorations peuvent se produire au niveau du poids, de la performance ou même du stress », a déclaré le porte-parole de Siemens.
La technologie digital twin de production permettrait à tout opérateur de produire virtuellement la pièce avant même d’acheter l’équipement désiré.
La technologie digital twin de performance tient compte des performances de la production et du produit. L’opérateur peut analyser et prédire les améliorations à partir des données du produit et des installations de production.
Selon les besoins de l’utilisateur, ces trois technologies peuvent être utilisées séparément ou conjointement. En plus d’assurer la prévisibilité et la répétabilité, Tom van’t Erve a déclaré que la technologie Siemens Digital Twin Technology permet « d’enlever automatiquement la pièce, d’assurer la sécurité de la pièce et de respecter l’environnement ».
Siemens est clairement à la pointe de l’industrie 4.0. L’entreprise démontre comment les réseaux de communication industrielle intelligents sont utilisés pour numériser l’ensemble des processus à valeur ajoutée de l’industrie. Et ce n’est pas une simple affaire. Les entreprises devraient être mieux préparées à adopter cette innovation.
Au final, il ne fait aucun doute que les participants ont beaucoup appris parmi les experts de HP, BASF, Materialise et Siemens. Ils ont certainement quitté la conférence avec beaucoup de réponses et d’idées. Une seule question restait sans réponse : allons-nous avoir une deuxième conférence organisée par nos « Big Four » ? – Si c’est le cas, où cela aura-t-il lieu ?
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