Alors que les industriels subissent une pression croissante pour réduire les délais de fabrication, limiter les pertes de matière et relocaliser certaines activités de production, l’impression 3D automatisée de grande dimension s’impose comme un catalyseur essentiel de modèles industriels plus flexibles et plus résilients. La fabrication additive grand format (LFAM) permet de produire directement des composants volumineux et complexes à partir de modèles numériques. Cette technologie offre la possibilité soit de transformer les méthodes de fabrication des moules et des outillages, soit de s’affranchir totalement de cette étape en imprimant directement le produit final.
Avec des applications allant de la construction navale aux modèles de fabrication distribuée basés sur des micro-usines, la LFAM redéfinit la manière dont la production est réalisée et les lieux où elle s’effectue. Cette évolution favorise des modèles de production plus flexibles et décentralisés, capables de répondre plus rapidement à la demande tout en renforçant l’agilité et la résilience des chaînes d’approvisionnement.
Un exemple concret de cette transformation se trouve dans le secteur naval, où la LFAM est déjà utilisée pour produire des structures à échelle réelle. De récentes images du système Faber Navalis de CEAD, une solution dédiée développée pour cette application spécifique, montrent le système d’impression de CEAD, équipé d’un bras robotisé Comau, fabriquant couche par couche une coque de bateau monobloc de 12 mètres de long.
Ce processus, qui nécessite environ huit jours, permet de réduire considérablement les besoins en main-d’œuvre ainsi que les pertes de matière par rapport aux méthodes traditionnelles de construction navale.
La technologie au cœur de l’offre LFAM (Large Format Additive Manufacturing) de CEAD repose sur la plateforme Flexbot, un système de fabrication modulaire à l’échelle industrielle conçu autour des robots Comau à forte capacité de charge. Flexbot intègre plusieurs procédés, tels que l’impression grand format et le fraisage, au sein d’une seule cellule automatisée, garantissant un flux continu de matière, des mouvements multi-axes précis et des opérations de finition intégrées.
Les systèmes robotiques de Comau apportent la précision, la répétabilité et la fiabilité indispensables à une production LFAM stable et prête pour un déploiement industriel, tandis que l’ingénierie système de CEAD assure la continuité structurelle et le contrôle du procédé. La plateforme est intrinsèquement évolutive, permettant aux fabricants d’augmenter les volumes de production, d’ajouter de nouvelles fonctionnalités ou de passer de cellules autonomes à des environnements de micro-usines entièrement intégrés.
D’un point de vue opérationnel, l’intégration de Siemens SINUMERIK Run MyRobot / Direct Control permet un pilotage direct du robot par commande numérique (CNC), remplaçant ainsi la programmation robotique traditionnelle. Le contrôle basé sur CNC constitue un standard industriel reconnu, familier aux opérateurs et plus facile à intégrer dans les installations de production existantes. Associé aux systèmes robotiques de Comau, il améliore la précision des trajectoires, fluidifie les mouvements et renforce la stabilité du procédé, garantissant une qualité constante des pièces ainsi que des performances de production prévisibles et reproductibles.
L’association des mouvements robotiques multi-axes et de l’impression de composites thermoplastiques par extrusion permet à Flexbot de produire des géométries complexes et des structures de grandes dimensions dépassant les limites des systèmes conventionnels. La plateforme fonctionne sans enceinte de fabrication dédiée, permettant au robot Comau d’opérer dans un environnement ouvert défini par des paramètres de sécurité, tout en maintenant une grande précision de positionnement le long de trajectoires complexes.
Cette même technologie est déjà utilisée dans des micro-usines compactes pilotées par robot, où la production est réalisée à la demande et au plus près du lieu d’utilisation. Ces systèmes modulaires permettent aux fabricants de reproduire des capacités de production avancées partout dans le monde. Comau et CEAD accompagnent leurs clients dans la transition d’une production centralisée et traditionnelle vers des modèles de fabrication distribuée capables de produire des composants volumineux et complexes avec des délais réduits, une utilisation optimisée des matériaux et une meilleure réactivité face à la demande locale. Un exemple concret est celui de Haddy, à St. Petersburg, en Floride, où huit systèmes Flexbot assurent déjà une production à grande échelle.
CEAD et Comau bénéficient tous deux d’une forte présence aux États-Unis et soutiennent activement le déploiement industriel et la montée en puissance des solutions LFAM dans des secteurs stratégiques. CEAD a déjà livré plus de 250 machines dans le monde et connaît un fort développement sur le marché américain, où plusieurs dizaines de systèmes sont déployés chaque année, illustrant la transition vers des modèles de fabrication distribuée et flexible rendus possibles par la LFAM.
L’impression grand format de composites thermoplastiques présente des défis techniques spécifiques : maintenir un flux de matière constant sur de longues périodes, assurer une gestion thermique précise afin de garantir l’adhérence entre les couches et préserver la stabilité structurelle à mesure que les dimensions des pièces augmentent. L’architecture intégrée CEAD-Comau-Siemens gère simultanément les mouvements robotiques et les paramètres d’extrusion, garantissant des déplacements multi-axes synchronisés et un dépôt de matière homogène tout en respectant des tolérances strictes. Cette synchronisation est essentielle pour obtenir une qualité de fabrication élevée et assurer la répétabilité, aussi bien pour les cycles de production courts que pour les plus longs.
Un autre aspect essentiel de la solution Flexbot réside dans la flexibilité du robot Comau à forte capacité de charge par rapport aux systèmes traditionnels à portique. Sa portée étendue et son articulation multi-axes permettent la fabrication de géométries complexes, y compris des surfaces courbes et non planes. Cette même plateforme robotique peut également réaliser des opérations de finition par usinage grâce à des outils de fraisage intégrés, garantissant que les surfaces critiques répondent aux exigences dimensionnelles et qualitatives sans nécessiter de transfert de la pièce. Le résultat est un système de fabrication en boucle fermée qui combine procédés additifs et soustractifs au sein d’une même architecture.
La collaboration étroite entre CEAD et Comau, leaders dans leurs domaines respectifs, aide les utilisateurs finaux à adopter la LFAM comme une alternative concrète aux procédés conventionnels. Cette évolution est significative : elle réduit le recours à la main-d’œuvre manuelle, améliore la répétabilité et la précision, et permet une production à la demande à l’échelle mondiale. En décentralisant la production tout en maintenant des niveaux élevés de qualité et de cohérence, les micro-usines permettent également de répondre aux défis structurels et logistiques des chaînes d’approvisionnement. Les fichiers de conception numériques peuvent être partagés entre plusieurs micro-usines, garantissant qu’un même composant puisse être fabriqué exactement quand et où il est nécessaire.
En définitive, la pertinence industrielle de la fabrication additive grand format réside dans sa capacité à fournir des solutions complètes, conçues pour répondre à des applications concrètes. En développant des plateformes configurables alignées sur les besoins réels de production, CEAD et Comau transforment les technologies avancées de robotique et de LFAM en modèles de fabrication évolutifs capables de combler l’écart entre innovation et industrialisation. Le résultat est un paradigme de production plus flexible, qui améliore l’efficacité, favorise la fabrication locale et élargit la liberté de conception dans de nombreux secteurs industriels.
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