Si vous avez fréquenté des espaces de fabrication ou de fabrication ces derniers temps, vous avez probablement remarqué deux grandes tendances qui se heurtent fortement : les systèmes robotisés deviennent plus flexibles et l'impression 3D (fabrication additive, pour les gens qui aiment les termes fantaisistes) va bien au-delà des minuscules prototypes. Il y a quelques années, les gens pensaient que l'impression 3D était uniquement destinée à fabriquer des bibelots de bureau ou des pièces uniques, mais elle apparaît désormais partout, de l'aérospatiale à la construction, et les systèmes robotisés sont la sauce secrète pour que cela se produise. En tant que fournisseur de systèmes robotiques, j’ai pu constater par moi-même que l’association de robots à l’impression 3D n’est pas qu’un gadget ; cela résout des problèmes que les imprimantes 3D à l’ancienne et l’automatisation statique ne peuvent résoudre. Décomposons les véritables applications révolutionnaires qui existent déjà, ainsi que les raisons pour lesquelles cette combinaison change la façon dont nous créons les choses.
Si vous avez côtoyé le monde de la fabrication ou de l'usinage ces derniers temps, vous avez probablement remarqué que deux grandes tendances s'entrechoquent : les systèmes robotiques deviennent de plus en plus flexibles, et l'impression 3D (fabrication additive, pour ceux qui aiment les termes fantaisistes) a largement dépassé le stade du petit prototype. Il y a quelques années, on pensait que l'impression 3D était autrefois utilisée pour fabriquer des bibelots de bureau ou des pièces jetables, mais elle fleurit désormais dans tous les domaines, de l'aérospatiale à la construction - et les systèmes robotiques sont la sauce secrète qui rend tout cela possible. En tant que fournisseur de systèmes robotiques, j’ai pu constater par moi-même que la combinaison de la robotique et de l’impression 3D est plus qu’un simple gadget ; cela résout des problèmes que les imprimantes 3D à l’ancienne et l’automatisation statique ne peuvent résoudre. Décomposons les applications véritablement disruptives qui existent déjà et pourquoi cette combinaison change notre façon de créer les choses.
Tout d’abord, parlons des pièces d’impression 3D grand format qui sont trop grandes, même pour les imprimantes 3D statiques les plus gargantuesques. Par exemple, de très gros composants : des composants d'éoliennes, des pièces de conteneurs d'expédition, des modules de construction pour des logements et même des prototypes de châssis de voiture grandeur nature. Les imprimantes 3D traditionnelles sont limitées par leur volume de fabrication fixe ; si vous avez besoin d'une pièce de plus de 10 pieds, vous devez soit la couper en petites sections faibles qui mettent une éternité à coller ensemble, soit l'oublier complètement. Les robots corrigent ce problème car ils peuvent déplacer leur extrémité d'impression (l'extrudeuse, le laser ou le déposant de matériau) sur 6 axes de mouvement, bien plus que les 3 axes d'une imprimante 3D cartésienne standard. Cela signifie que vous pouvez imprimer n'importe quelle taille de pièce, sans qu'aucune boîte fixe ne vous retient.
Parlons d’abord de l’impression 3D grand format – pensez aux pièces qui ne conviendraient même pas aux imprimantes 3D statiques les plus volumineuses. Par exemple, les plus gros : composants d’éoliennes, pièces de conteneurs d’expédition, modules de construction de maisons et même prototypes de châssis de voiture grandeur nature. Les imprimantes 3D traditionnelles sont limitées à un volume de construction fixe ; si vous en avez besoin de plus de 10. Pour les pièces de plusieurs pieds de long, vous devez soit le couper en petits morceaux fragiles et passer beaucoup de temps à les coller ensemble, soit abandonner complètement. Les robots résolvent ce problème car ils peuvent déplacer l’extrémité de l’impression (extrudeuse, laser ou dépôt de matériau) selon 6 axes de mouvement – bien plus que les 3 axes d’une imprimante 3D cartésienne standard. Cela signifie que vous pouvez imprimer des pièces de n'importe quelle taille et n'êtes plus limité par une boîte fixe.
Nous avons récemment travaillé avec un client fabriquant des modules de logement en béton personnalisés à l'aide de cette configuration. Au lieu d’une imprimante 3D statique massive et coûteuse occupant la moitié de leur usine, ils ont monté un bras robotique sur une piste qui s’étend sur toute la longueur de leur baie de production. Le robot se déplace de manière transparente le long de la piste, posant du béton couche par couche, ajustant sa trajectoire en temps réel pour correspondre aux parois incurvées du module. Plus de pièces tranchantes, plus de joints fragiles. C'est bien plus rapide que d'imprimer de petites sections et de les assembler, et les pièces sont plus solides car le matériau est déposé en un seul chemin continu. Ce n'est pas seulement une démonstration : ils installent déjà ces modules dans des projets de logements abordables, et d'autres entreprises de construction emboîtent le pas.
Nous avons récemment travaillé avec un client qui utilisait cette plate-forme pour créer des modules de maison en béton personnalisés. Au lieu d'utiliser une grande machine 3D statique et coûteuse qui occupait la moitié de l'usine, l'imprimante monte un bras robotique sur une piste qui s'étend sur toute la longueur de l'atelier de production. Le robot se déplace de manière transparente le long de la piste, posant du béton couche par couche, ajustant sa trajectoire en temps réel pour correspondre aux parois incurvées du module. Plus de pièces coupantes, plus de coutures fragiles. C'est beaucoup plus rapide que d'imprimer de petits segments puis de les assembler, et les pièces sont plus solides car le matériau est disposé selon un chemin continu. Ce n'est pas seulement une démonstration : ils installent déjà ces modules dans des projets de logements abordables, et d'autres entreprises de construction emboîtent le pas.
L’étape suivante est la polyvalence des matériaux, un énorme problème pour les imprimantes 3D classiques. La plupart des imprimantes 3D de bureau ou petites imprimantes 3D industrielles sont collées avec un ou deux matériaux à la fois, comme le plastique PLA ou ABS. Mais lorsque vous associez un robot à l’impression 3D, vous pouvez échanger des outils à la volée pour travailler avec toutes sortes de matériaux, même en les mélangeant en cours d’impression. Nous parlons de métal, de céramique, de béton, de nourriture, de bioplastiques, etc. Certains de nos clients de l'aérospatiale l'utilisent pour imprimer des pièces avec des inserts métalliques intégrés dans un cadre en plastique, parfait pour les composants qui doivent être légers mais solides là où cela compte. D’autres mélangent du plastique recyclé avec du béton pour fabriquer des matériaux de construction, réduisant ainsi considérablement les déchets.
Vient ensuite la diversité des matériaux, qui constitue un gros problème avec les imprimantes 3D ordinaires. La plupart des imprimantes 3D de bureau ou petites imprimantes 3D industrielles ne peuvent utiliser qu'un ou deux matériaux à la fois, comme le plastique PLA ou ABS. Mais combinez des robots avec des imprimantes 3D. Une fois l'impression combinée, vous pouvez changer d'outil à tout moment, utiliser une variété de matériaux et même mélanger des matériaux pendant le processus d'impression. Nous parlons de métal, de céramique, de béton, de nourriture, de bioplastiques, etc. Certains de nos clients du secteur de l'aérospatiale l'utilisent pour imprimer des pièces de cadre en plastique avec des inserts métalliques intégrés - parfait pour les composants qui doivent être légers mais qui nécessitent une résistance élevée dans des zones clés. D’autres mélangent du plastique recyclé avec du béton pour fabriquer des matériaux de construction, réduisant ainsi considérablement les déchets.
Attendez et n'oublions pas la réparation et l'entretien. Les robots ne servent pas seulement à fabriquer de nouvelles pièces : ils peuvent également réparer celles qui existent déjà. Imaginez une pale d’éolienne qui se fissure à 500 pieds de hauteur. Vous ne pouvez pas apporter la lame entière dans une usine pour une soudure, n'est-ce pas ? Mais si vous disposez d'un système robot portable doté d'une extrémité d'impression 3D, vous pouvez l'apporter à la turbine, scanner l'endroit endommagé sur la pale et imprimer un patch de réparation personnalisé sur place, sur place. Ce n’est pas une hypothèse : nous l’avons vu en action avec les sociétés énergétiques. Cela réduit le temps de réparation de quelques jours à quelques heures et leur permet d'économiser des millions en temps d'arrêt. On se demande pourquoi quelqu’un attendrait pour expédier une pièce cassée à travers le pays alors qu’il est possible de la réparer là où elle se trouve, grâce à l’impression 3D assistée par robot.
Attendez, n'oublions pas la réparation et l'entretien. Les robots peuvent non seulement fabriquer de nouvelles pièces, mais ils peuvent également réparer celles existantes. Imaginez qu'une pale d'éolienne développe une fissure à 500 pieds dans les airs. Vous ne pouvez pas renvoyer la lame entière à l’usine pour la souder, n’est-ce pas ? Mais si vous disposiez d'un ensemble de 3D, un système robotique portable du côté impression peut l'amener à la turbine, scanner la zone endommagée sur la pale, puis imprimer un patch de réparation personnalisé sur place. Ce n’est pas hypothétique – nous l’avons déjà vu en pratique avec les entreprises énergétiques. Cela a réduit le temps de réparation de quelques jours à quelques heures et leur a permis d'économiser des millions en temps d'arrêt. Ce qui amène les gens à se demander : pourquoi envoyer des pièces endommagées pour réparation à travers le pays alors que l’on peut utiliser l’impression 3D assistée par robot pour les réparer sur place ?
Ensuite, il y a l'espace de fabrication personnalisé, comme pour les petites séries ou les pièces uniques que l'automatisation classique ne peut pas gérer. Si vous êtes un fabricant de dispositifs médicaux, vous aurez peut-être besoin d'un implant de hanche personnalisé adapté à l'anatomie d'un patient spécifique, ou d'un petit fabricant de meubles artisanaux qui souhaite des pièces incurvées personnalisées pour une chaise. La fabrication à l'ancienne (comme l'usinage CNC ou le moulage par injection) est trop coûteuse pour les petits lots : vous devez fabriquer des milliers de pièces pour couvrir les coûts d'outillage. L’impression 3D robotique change cela car elle est pilotée par logiciel. Vous pouvez simplement télécharger un modèle 3D, l'ajuster à la taille ou à la forme exacte dont vous avez besoin et lancer l'impression - pas d'outils spéciaux, pas de longs temps de configuration. Un magasin de vélos local avec lequel nous travaillons l'utilise pour fabriquer des cadres de vélo personnalisés pour les cyclistes aux tailles inhabituelles. Au lieu de commander des cadres auprès d'un grand fabricant qui facture un prix plus élevé, ils utilisent nos systèmes robotisés pour imprimer des cadres légers et durables en quelques heures.
Il y a ensuite le domaine de la fabrication sur mesure, comme les pièces en faible volume ou les pièces uniques, que l'automatisation conventionnelle ne peut pas gérer. Si vous êtes un fabricant de dispositifs médicaux, vous pourriez avoir besoin d'un implant de hanche personnalisé adapté à l'anatomie d'un patient spécifique, ou si vous êtes un petit fabricant de meubles artisanaux qui souhaite fabriquer une partie incurvée sur mesure pour une chaise. Les méthodes de fabrication à l'ancienne (comme l'usinage CNC ou le moulage par injection) sont trop coûteuses pour les petits lots : il faudrait fabriquer des milliers de pièces pour répartir les coûts d'outillage. L’impression 3D de robots change cela car elle est pilotée par logiciel. Il vous suffit de télécharger un modèle 3D, de l'ajuster à la taille ou à la forme exacte dont vous avez besoin et de lancer l'impression, sans outils spéciaux ni temps de configuration longs. Un magasin de vélos local avec lequel nous travaillons en a profité en fabriquant des cadres de vélo personnalisés pour les cyclistes aux morphologies particulières. Au lieu de commander des cadres auprès de grands fabricants qui facturent des prix élevés, ils utilisent notre système robotique pour imprimer des cadres légers et durables en quelques heures.
Passons maintenant à la partie qui préoccupe tout le monde ces derniers temps : à quel point ce produit est-il facile à utiliser ? Beaucoup de gens pensent que les robots sont réservés aux équipes de roboticiens, mais ce n’est plus vrai aujourd’hui. Nous avons construit des systèmes qui permettent à n'importe qui de les utiliser, sans aucun codage requis. Par exemple, notre système de robot de soudage sans code vous permet d'apprendre au robot un chemin d'impression 3D simplement en déplaçant son bras dans la forme souhaitée avec une commande manuelle plus simple que l'écriture de code G pour les imprimantes 3D statiques. Cela a changé la donne pour les petites entreprises qui ne disposent pas d’une équipe d’automatisation dédiée. Ils peuvent utiliser ces systèmes robotisés pour l’impression 3D sans avoir à embaucher quelqu’un pour le programmer pendant des semaines.
Maintenant, parlons de ce qui préoccupe tout le monde ces jours-ci : est-il facile à utiliser ? Beaucoup de gens pensent que les robots sont réservés à une équipe de roboticiens, mais ce n’est plus le cas. Nous construisons des systèmes afin que tout le monde puisse les faire fonctionner, aucune programmation requise. Par exemple, notre système de robot de soudage sans code vous permet d'apprendre au robot un chemin d'impression 3D en déplaçant simplement le bras avec un contrôleur portatif et en le laissant suivre la forme souhaitée. C'est beaucoup plus facile que de programmer un G pour une imprimante 3D statique. Le code est beaucoup plus simple. Pour les petites entreprises qui ne disposent pas d’équipes d’automatisation dédiées, cela change la donne. Ils peuvent utiliser ces systèmes robotiques pour imprimer en 3D sans avoir à passer des semaines à embaucher quelqu'un pour les programmer.
Attendez, et qu’en est-il de la mobilité ? Certaines de ces configurations d'impression 3D robotisées n'ont même pas besoin de se trouver dans une usine fixe. Nous avons créé des options portables, comme notre système de robot de soudage portable et notre système de soudage robotisé portable, qui peuvent être chargés sur un camion et transportés sur des chantiers, des zones sinistrées ou même dans des mines isolées. Une société minière au Canada a utilisé un robot portable pour imprimer des pièces de rechange personnalisées pour des équipements lourds en métal, directement sur place. Ils n'ont pas besoin d'attendre que les pièces soient expédiées depuis la ville, ce qui réduit les temps d'arrêt et assure le bon fonctionnement de leurs opérations. C'est fou de penser que l'on peut se rendre dans une mine avec un petit robot, scanner une pièce cassée, en imprimer une nouvelle et se remettre au travail en une journée.
Attendez, qu'en est-il de la mobilité ? Certains robots 3D L'équipement d'impression n'a même pas besoin d'être réparé en usine. Nous avons introduit des options portables, telles que notre système de robot de soudage portable et notre système de soudage robot portable, qui peuvent être chargés sur des camions et transportés vers des chantiers de construction, des zones sinistrées et même des sites miniers éloignés. Une société minière au Canada utilise des robots portables pour utiliser l'or sur place sur les sites miniers. Impression de pièces de rechange personnalisées pour équipements lourds. Ils n’ont pas besoin d’attendre que les pièces soient expédiées depuis la ville, ce qui réduit les temps d’arrêt et assure le bon fonctionnement des opérations. C’est incroyable de penser que l’on puisse se rendre sur un site minier avec un petit appareil robotique, numériser une pièce endommagée, en imprimer une nouvelle et retourner au travail le jour même.
Je veux être réel ici – il n’y a pas que du soleil et des arcs-en-ciel. Il y a encore des obstacles. Le coût initial d’un système robotique et d’un outil d’impression 3D peut être plus élevé que celui d’une imprimante 3D de bureau standard, en particulier pour les petites entreprises. Il y a aussi la courbe d'apprentissage, même avec des systèmes sans code : vous devez toujours comprendre comment les différents matériaux se comportent lorsqu'ils sont extrudés, comme comment le béton durcit ou comment le métal refroidit pour éviter la déformation. Mais la technologie s'améliore chaque année, les coûts diminuent et davantage de ressources de formation apparaissent pour aider les équipes à apprendre rapidement.
Je vais être honnête ici : il n'y a pas que du soleil et des arcs-en-ciel. Il y a encore des obstacles. Le coût initial d’un système robotique et d’outils d’impression 3D peut être plus élevé que celui d’une imprimante 3D de bureau standard, en particulier pour une petite entreprise. Il y a aussi le problème de la courbe d'apprentissage, même avec un système sans code : vous devez toujours comprendre comment les différents matériaux se comportent lorsqu'ils sont extrudés, comme comment le béton se solidifie ou comment le métal refroidit pour éviter la déformation. Mais la technologie s’améliore chaque année, les coûts diminuent et de plus en plus de ressources de formation apparaissent pour aider les équipes à se mettre rapidement à niveau.
En tant que fournisseur de systèmes robotiques, nous avons vu chaque partie de cet espace évoluer, et la seule chose qui ressort est la capacité d'adaptation de ces systèmes. Il ne s’agit pas seulement de remplacer les anciennes technologies, mais d’ouvrir de nouvelles possibilités qui n’existaient pas auparavant. Il y a quelques années, personne ne pensait pouvoir imprimer un module de logement complet sur place, réparer une pale d'éolienne sans grimper de 500 pieds, ou fabriquer un cadre de vélo personnalisé dans un petit atelier. Tout cela se produit désormais et les robots en sont l'épine dorsale.
En tant que fournisseur de systèmes robotiques, nous avons vu tous les aspects de ce domaine évoluer, et ce qui ressort, c'est la capacité d'adaptation de ces systèmes. Il ne s’agit pas seulement de remplacer l’ancienne technologie, mais d’ouvrir de nouvelles possibilités qui n’existaient pas auparavant. Il y a quelques années, personne ne pensait pouvoir imprimer un module d'habitation entier sur place, réparer une pale d'éolienne sans grimper 500 pieds, ou fabriquer un cadre de vélo personnalisé dans un petit atelier. Aujourd’hui, tout cela se produit, et les robots en sont l’épine dorsale.
Si vous êtes curieux de savoir comment cela pourrait fonctionner pour votre entreprise, que vous soyez dans la construction, l'aérospatiale, les dispositifs médicaux ou même la fabrication en petites séries, je vous encourage à nous contacter. Nous sommes toujours heureux de vous expliquer comment nos systèmes robotisés, comme nos systèmes Cobot de soudage portables ou l'une de nos autres configurations, peuvent être adaptés à vos besoins spécifiques. Nous ne proposons pas de solutions universelles ; nous travaillons avec vous pour construire quelque chose qui résout exactement vos problèmes.
Si vous êtes curieux de savoir comment cela pourrait fonctionner dans votre entreprise, que vous travailliez dans la construction, l'aérospatiale, les dispositifs médicaux ou la fabrication à faible volume, je vous encourage à nous contacter. Nous sommes toujours heureux de vous expliquer comment l'un de nos systèmes robotiques, comme notre système cobot de soudage portable ou toute autre configuration, peut être personnalisé selon vos besoins spécifiques. Nous ne proposons pas de solutions universelles ; nous travaillons avec vous pour créer une solution qui résout exactement votre problème.
Ne vous laissez pas tromper par le battage médiatique autour de l'impression 3D ou des robots : ce combo est là pour rester et il change la façon dont nous fabriquons presque tout. Il ne s’agit pas seulement d’une production plus rapide ; il s'agit de rendre l'industrie manufacturière plus flexible, plus accessible et plus durable. Et en tant que fournisseur de systèmes robotiques, nous sommes fiers d’en faire partie. Si vous souhaitez en parler davantage, contactez-nous, nous sommes là pour vous aider.
Ne vous laissez pas tromper par le battage médiatique de l’impression 3D ou de la robotique : cette combinaison est là pour rester et change la façon dont nous fabriquons presque tout. Il ne s’agit pas seulement d’une production plus rapide ; il s’agit de rendre la fabrication plus flexible, accessible et durable. En tant que fournisseur de systèmes robotiques, nous sommes fiers d’en faire partie. Si vous souhaitez en parler davantage, veuillez nous contacter – nous sommes là pour vous aider.
Références Références
- ASTM International. (2022). Fabrication additive pour composants à grande échelle : tendances et applications. Extrait de astm.org
ASTM International. (2022). Fabrication additive de gros composants : tendances et applications. Extrait de astm.org - Association des industries de la robotique. (2023). Robots collaboratifs dans la fabrication additive : un rapport industriel 2023. Extrait de roboticsonline.org
Association des industries robotiques. (2023). Robots collaboratifs dans la fabrication additive : rapport industriel 2023. Extrait de roboticsonline.org - Robotique de construction. (2022). Impression 3D sur site pour le logement : études de cas et perspectives de l'industrie. Extrait de constructionrobotics.com
Robotique de construction. (2022). Impression 3D sur site de logements : études de cas et perspectives de l'industrie. Extrait de constructionrobotics.com - Société des ingénieurs de fabrication. (2023). Fabrication additive en petits lots : réduire les coûts grâce aux systèmes robotiques. Extrait de PME.org
Société des ingénieurs de fabrication. (2023). Fabrication additive à faible volume : réduire les coûts grâce aux systèmes robotisés. Extrait de PME.org
