Imprimons-nous en 3D
ou la fabrication additive ?

27 mai 2021 | Temps de lecture : 6 min

Depuis les débuts de l'industrie dans laquelle nous travaillons, la terminologie relative à ce que nous faisons a évolué parallèlement à la technologie elle-même. Comme dans de nombreux secteurs, la terminologie a d'abord été définie par les entreprises pionnières et les innovateurs du secteur, puis formée par les utilisateurs, les médias et d'autres influenceurs, avant d'être progressivement normalisée.

Histoire de l'impression 3D. Noms des nouvelles technologies

Actuellement, deux termes dominants sont utilisés pour désigner notre industrie et notre catégorie de technologies : la norme officielle de fabrication additive et la norme de facto d'impression 3D. Voyons d'où viennent ces termes et ce qu'ils signifient.

Il est nécessaire de trouver des noms pour les différentes technologies et pour leur utilisation. Ce dernier terme est souvent synonyme d'industrie, c'est-à-dire de fournisseurs et d'utilisateurs de ces technologies en général. Notre secteur a démarré avec plusieurs technologies différentes qui ont été introduites commercialement en l'espace de quelques années, à la fin des années 1980 et au début des années 1990. Chacune de ces technologies a été nommée par l'entreprise qui l'a commercialisée ou, dans certains cas, par le donneur de licence de la technologie. Le tableau suivant résume certaines des principales technologies précoces :

Il est intéressant de noter que 30 ans plus tard, la plupart de ces noms et abréviations sont toujours utilisés de la même manière, tandis que l'un d'entre eux a évolué vers un usage plus générique. L'impression 3D est à l'origine une technologie développée par l'équipe d'Emanuel Sachs au Massachusetts Institute of Technology et décrite comme suit dans leur demande de brevet de 1989 :

Techniques d'impression tridimensionnelle - Procédé de fabrication d'un composant par dépôt d'une première couche d'un matériau poreux fluide, tel qu'une poudre, dans une région confinée, puis dépôt d'un matériau liant sur des régions sélectionnées de la couche de matériau poudré pour produire une couche de matériau poudré lié dans les régions sélectionnées....

3D Systems a d'abord fait la promotion de sa technologie pour le "prototypage rapide", et comme il s'agissait de la première commercialisation, le terme s'est rapidement répandu. Par exemple, la première revue industrielle s'appelait "Rapid Prototyping Report" et les premières conférences organisées par l'université de Dayton s'appelaient "International Conference on Rapid Prototyping" (Conférence internationale sur le prototypage rapide). On s'est rapidement rendu compte que la technologie était applicable à bien plus que le simple prototypage, et les termes "outillage rapide" et "fabrication rapide" ont donc souvent été ajoutés. Pendant de nombreuses années, la grande conférence annuelle et le salon professionnel organisés par SME étaient simplement connus sous le nom de "RAPID". Mais dès le début, d'autres termes ont été utilisés.

L'université du Texas a utilisé le terme Solid Freeform Fabrication (SFF) pour ses publications et conférences, et l'auteur Marshall Burns a intitulé son livre de 1993 "Automated Fabrication" et a tenté d'établir les termes "fabricator" pour les machines et "fabber" pour les utilisateurs. Le nom de la société DTM est dérivé de "Desktop Manufacturing", tandis que d'autres termes incluent l'imagerie solide, la fabrication par couches et la fabrication additive. 

Fabrication additive, impression 3D : Nécessité d'une normalisation

Au fur et à mesure que le secteur se développait, le besoin de normalisation s'est fait de plus en plus sentir. D'une part, pour minimiser les malentendus, car certains termes (comme l'impression 3D) étaient utilisés pour désigner des choses différentes. D'autre part, pour établir des termes génériques pour les technologies dont les noms populaires étaient dans de nombreux cas protégés par une marque déposée. Les premières activités de normalisation ont été coordonnées par VDI en Allemagne, et ce n'est pas une coïncidence si leur première publication relative à ces technologies comprenait une terminologie : l'édition allemande/anglaise de VDI3404 de 2009 (basée sur un projet uniquement allemand de 2007) était intitulée "Fabrication additive - Technologies rapides (prototypage rapide)".

Il y est indiqué que : La fabrication additive / les technologies rapides ... sont utilisées pour fabriquer des prototypes, des outils et des pièces de production. Au cours de son développement quelque peu turbulent, différents termes et définitions sont apparus, qui sont souvent ambigus et prêtent à confusion". Les noms des technologies définies sont basés sur les termes couramment utilisés tout en évitant les noms et abréviations propriétaires, par exemple Fused Layer Modelling/Manufacturing (FLL) a été utilisé à la place de FDM. L'impression 3D (3DP) a été définie comme une "technique additive dans laquelle un adhésif est déposé point par point sur un lit de poudre, provoquant la liaison de la poudre à l'endroit où l'adhésif est déposé.

Les efforts de normalisation sont rapidement devenus plus internationaux et ont rapidement établi la "fabrication additive (FA)" comme nom officiel de l'industrie. Par exemple, ASTM International a créé le comité F42 Additive Manufacturing Technologies, qui a publié la norme ASTM F2792 "Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies" (Terminologie standard pour les technologies de fabrication additive). Cette norme comprend à la fois des termes propriétaires et des termes génériques. En ce qui concerne l'impression 3D, elle confirme l'usage "correct" du nom de la technologie, tout en reconnaissant l'usage populaire alternatif.

Grâce à une coopération entre l'ASTM F42 et le comité ISO TC261 Additive manufacturing, l'ASTM F2792 a été remplacée par la norme internationale ISO/ASTM 52900 "Fabrication additive - Principes généraux - Terminologie". Cette norme utilise exclusivement des termes génériques (non propriétaires), de sorte que, par exemple, le frittage laser relève de la "fusion sur lit de poudre" et la stéréolithographie de la "photopolymérisation en cuve". Mais la définition de l'impression 3D reste la même. Les employés d'EOS ont participé activement à la création de ces normes et continuent à travailler dans les comités ASTM et ISO concernés pour maintenir et développer les normes FA .

Fabrication additive : Une industrie en pleine maturation

Parallèlement aux activités de normalisation, la technologie et l'industrie ont fait d'énormes progrès dans au moins deux directions différentes. D'une part, on a assisté à une croissance rapide des entreprises proposant des machines à bas prix destinées aux particuliers et aux amateurs. Bien que la plupart de ces machines soient basées sur la technologie de l'extrusion de matériaux (modélisation par dépôt fusionné) utilisant des filaments, elles sont souvent appelées "imprimantes 3D". Cette tendance s'est accompagnée d'un battage médiatique important dans la presse et de la part de consultants commerciaux, dont beaucoup prédisaient que dans quelques années, des millions de ménages posséderaient des imprimantes 3D et imprimeraient en 3D des pièces détachées et des objets ménagers.

D'autre part, les technologies industrielles de fabrication additive telles que le frittage laser avaient atteint de tels niveaux de capacité et de maturité qu'elles étaient utilisées pour produire des produits hautement critiques et réglementés tels que des implants médicaux et des composants de vol pour l'aérospatiale. Il est compréhensible que les fabricants et les utilisateurs de ces produits veuillent éviter d'être "associés à des machines bas de gamme en termes de prix et/ou de capacité", c'est-à-dire à l'impression 3D (telle que décrite par l'ASTM/ISO). Cette situation a posé un dilemme à des entreprises comme EOS, dont les clients cibles se situent principalement dans le secteur industriel de haute qualité, mais qui risquaient de manquer de visibilité si elles se distançaient trop de l'impression 3D.

EOS a donc décidé d'utiliser principalement le terme "fabrication additive" dans sa communication, mais d'ajouter "impression 3D industrielle" pour répondre à l'usage populaire tout en se différenciant des technologies bas de gamme.

Fabrication additive, impression 3D : Développement du statu quo

L'évolution de la terminologie décrite ci-dessus peut être observée en consultant les rapports sur l'état de l'industrie publiés chaque année par Wohlers Associates depuis les années 1990. En tant qu'observation indépendante des fournisseurs et des utilisateurs de la technologie, ces rapports reflètent très bien l'usage général de la terminologie chaque année. Le tableau suivant résume l'évolution des termes utilisés dans le titre ou l'introduction des rapports au fil des ans :

Termes utilisés dans les rapports annuels de Wohlers Associates sur l'état de l'industrie

1996 : Le prototypage rapide

1998 : Prototypage rapide et outillage

2003 : Prototypage rapide, outillage et fabrication

2006 : Prototypage et fabrication rapides

2007 : Fabrication additive, également connue sous d'autres noms tels que prototypage rapide.

2009 : Fabrication additive (FA)

2021 : Impression 3D et fabrication additive

Le statu quo est le suivant :

• Les organismes de normalisation (ASTM/ISO, etc.) conservent généralement la terminologie, qui a été développée principalement par l'industrie et les universités, à savoir la fabrication additive, tout en faisant référence à l'impression 3D en tant que synonyme couramment utilisé.
• Les organisations industrielles, du moins dans le domaine B2B, utilisent généralement aussi FA, par exemple l'Additive Manufacturing Users Group AMUG, l'Additive Manufacturer Green Trade Association AMGTA, l'Association for Metal Additive Manufacturing AMAM, etc.
• Les organisations gouvernementales telles que America Makes et l'UE ont tendance à utiliser les deux termes, par exemple "America Makes est le principal partenaire collaboratif du pays en matière de recherche sur la fabrication additive (FA) et la technologie d'impression 3D (3DP) ... nous innovons et accélérons FA/3DP".
• Les journalistes, les auteurs, les consultants, etc. utilisent souvent le terme d'impression 3D, notamment lorsqu'il s'agit d'applications industrielles, mais parfois aussi à l'adresse FA. Par exemple, le site web de Wohlers Associates fait référence à "la fabrication additive et l'impression 3D - des termes qui sont utilisés de manière interchangeable".
• Les fournisseurs et les utilisateurs de la technologie FA , y compris EOS et nombre de nos clients, ont tendance à utiliser les deux termes comme synonymes et à les inclure intentionnellement dans leur communication publique, afin de s'adresser à tous les types de lecteurs.

Il reste à voir comment la terminologie et son utilisation évolueront à l'avenir, mais nous pouvons être sûrs que la technologie et son application continueront à mûrir et à s'étendre.

Auteur : Dr. Mike Shellabear