La fabrication additive appliquée à la filière automobile: plan d'action - Systematic ...

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La fabrication additive appliquée à la filière automobile: plan d'action - Systematic ...
La fabrication additive appliquée à
la filière automobile: plan d’action
La fabrication additive appliquée à la filière automobile: plan d'action - Systematic ...
Roadmap de valorisation du 3D Printing pour
   l’industrie automobile: les projets

1. Industrialisation d’une pièce série
de faible volume

3. Concevoir et fabriquer un pignon
                                         4. Massification d’une
optimisé et fonctionnel
                                         stratégie BUY                      10. Base de Données Matériaux
8. Production de pièces APV en 3D        6. Real 3D
Printing                                                                    11. Bourse aux Thèses
                                         9. Conception de poudre à
14. Etude de la chaine de valeur
                                         des fins d’outillages industriel
                                                                            12. Cartographie des fournisseurs
                                         chaud/froid
                                                                            13. Eclairage de l’impact HSE
         Short Term Impact
               (2017)                        Medium Term Impact
                                                 (2018-2020)                Alliance Industrie du Futur (AIF)

      11 actions & projets définis et retenus par les experts et responsables industriels

                                                                                                       2
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Roadmap de valorisation du 3D Printing pour
   l’industrie automobile: pitch projets

1. Diviser le temps de conception par
deux

3. Améliorer la valeur fonctionnelle
(métal)                                 4. Réduire les coûts d’achats
8. Préparer une réduction de coûts                                      10. Accélérer le savoir (matériaux)
                                        6. Améliorer la valeur
sur le cycle de vie (APV)
                                        fonctionnelle (plastique,
                                        hybride)                        11. Accélérer le savoir (thèses)
14. Réduire l’incertitude coût dans
cette technologie en maturation         9. Réduire les coûts de
                                        production                      12. Accélérer le savoir (cartographie)

                                                                        13. Accélérer le savoir (HSE)
         Short Term Impact
               (2017)                       Medium Term Impact
                                                (2018-2020)             Alliance Industrie du Futur (AIF)

      11 actions & projets définis et retenus par les experts et responsables industriels

                                                                                                    3
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Roadmap de valorisation du 3D Printing pour
l’industrie automobile: impacts des projets
   Project n°    1      3        8       14   4       6      9     10        11       12        13

     R&D                                              X      X     X         X                   X

    Design              X        X            X       X

 Development     X                            X

 Manufacturing   X               X            X       X

 Marketability   X      X        X                    X

     Cost        X                       X    X                    X         X                   X

     other                                                                             X

                     Short Term Impact
                           (2017)
                                              Medium Term Impact
                                                 (2018-2020)
                                                                   Alliance Industrie du Futur (AIF)

                                                                                                       4
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Démarrage des projets et plannings

                                             2016                                    2017                                            2018                                            2019                                            2020

                                 5   6   7   8      9 10 11 12   1   2   3   4   5   6      7   8   9 10 11 12   1   2   3   4   5   6      7   8   9 10 11 12   1   2   3   4   5   6      7   8   9 10 11 12   1   2   3   4   5   6      7   8   9 10 11 12

   Working Group PFA-AIF

14 Etude chaine de valeur

8 Impact APV

1 Conception/Industrialisation

3 Reconception pignonnerie

4 Massification de strat. BUY

9 MAP poudre pour outillage

6 Real 3D

10 BDD materiau

11 Bourse aux theses

12 carto fournisseurs

13 éclairage impacts HSE

                                                                                                                                                                                                                                         5
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Un roadmap de >2M€ co-investis pour accélérer
 Project                                                                                                                                                                 TOTAL
                  1              3             8           14          4          6                9             10           11           12           13
   n°                                                                                                                                                                 2016-2020

             5        20   20        10   7        0   0        20          tbd
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Projet N°6: REAL 3D
Description du projet                                                     Project Team
L’objectif de ce projet est de rassembler un consortium constitué
                                                                                Project lead: IPC
d’industriels et de centres techniques pour réaliser un démonstrateur
permettant d’amener des réponses aux problématiques exprimées et                Industriels: PSA, Renault, Faurecia, PO, Alstom, Valeo
montrer la voie des développements futurs. Problématiques à traiter:
                                                                                Autres partenaires: Grenoble INP, IFTH, PLAST’ETUDE, CEA Tech
   La possibilité de réaliser des A-surface avec des pièces
   comprenant des formes gauches                                                Partenaire machine à confirmer (Stratasys?)

   Les matériaux disponibles ne sont pas encore compatibles avec les
   cahier des charges des industries du transport                          Charge travail et investissements
   Le besoin d’intégration de fonctions électroniques (passives ou         Budget total: 2.5M€ sur 3 ans
   actives)                                                                Financement FUI: 30%
                                                                           Participation des industriels:
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Projet N°4: sourcing optimisé de la fabrication de pièces
 Description du projet
 Dans un contexte de maturation technologique forte, il s’agit de créer/désigner une entité opérationnelle, possédant des machines de fabrication additive métal et plastique, afin d’y
 localiser l’ensemble des commandes de l’industrie automobile, et de minimiser les risques d’investissement technologiques et opérationnels. Les pièces visées sont d’abord les
 outillages industriels (moules, supports, etc..yc réparation d’outillages), mais peuvent aussi inclure des prototypes/petites séries etc.
 Ce partenariat serait considéré jusqu’en 2020-2025.
 Les objectifs sous-tendant sont la saturation de l’exploitation du parc (OEE), l’amortissement optimal des coûts des machines, la gestion plus efficace (1) l’obsolescence
 technologique, la centralisation/mutualisation de l’expertise design/procédé, la réduction des temps de dvpt.
 Il est recommandé:
 1. de co-investir sur une structure existante (System X? Volum-E? PEP? Thales? Michelin? autres?), sélectionnée au travers d’un RFQ
 2. de permettre un brassage technologique facilité par l’envoi de résidents des entreprises ‘fondatrices’ dans la structure.
 3. de proposer à l’industrie Aéronautique et à l’industrie Ferroviaire (et aux autres, membres de l’AIF) de se joindre à cette initiative, afin de pousser jusqu’au bout la logique.
                                                                                                                               (1)   déployé en écosystème plus efficace que déployé chaque entreprise séparément

       Dec 16                    Jan 17                           Fev 17                          Mar 17                               Sept 17                                      Jan 18
                                 Go – No Go                       Go – No Go                                                           Go – No Go

Dimensionnement des              Synchronisation avec                                                                                       Préparation de                             Déploiement des
                                                                     Techno show                           RFQ
      besoins                            AIF                                                                                                 déploiement                                 opérations

        Recensement des                 Identification de              Revue des acteurs                                                         Revue juridique
                                                                                                            definition
     stratégies BUY établies                volumes                        software
                                       complémentaires
                                      provenant d’autres
     Ratissage terrain (chaine        acteurs industriels              Revue des acteurs                                                          Budgétisation
          de prod, ME) et                                                 machines                         Lancement
     identification de besoins
             non captés
                                                                                                                                              Kits de déploiement
                                                                       Revue des acteurs
                                                                                                       Revue des résultats                           (comm)
                                                                         frabriquants
    Structuration d’un besoin,
     en volume, par techno,
       par type de matériau
        (métal, plastique)                                            Revue des acteurs de              Entretiens, tests,
                                                                         MP (poudres,                     vérifications
                                                                          plastiques)
         Evaluation des
    contributions financières                                                                           Structuration des
    et ressources à produire                                                                           besoins fiannciers et
                                                                                                           ressources
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          9
Projet N°1
INDUSTRIALISATION
D’UNE PIÈCE SÉRIE
DE FAIBLE VOLUME

                    10
Projet N°1: industrialisation d’une pièce série de
    faible volume
    Description du projet                                                          Project Team, Charge travail et
    •    Développement, Validation Produit Process et Mise en                      investissements financiers
         Série d’une pièce moteur diesel de faible criticité et faible
         volume                                                                                In kind
                                                                                                         Cash
                                                                                     Company    (est.)                 Role                       Hypothesis
    •    Challenge: utiliser les atouts de la Fabrication Additive (pas                                (est.) k€
                                                                                                  k€
         de délai d’outillage) pour proposer un planning
                                                                                                                     Conception
         d’industrialisation de l’ordre de 12 mois  cibles: Intro                              100         7          leader
                                                                                                                                       40k€ Man Hours
                                                                                                                                       60k€ Vibration test
         s1749 ou s1811
                                                                                                 60         0      Industrialisation
                                                                                                                                       60k€ Man Hour
    •    Prerequis / Conditions de succès à figer en 2016:
                                                                                                                    Participation 50h
    1.   Figer le set-up d’industrialisation (AddUp ou Thales) en cohérence avec                 5          20     revues projet / 20k€ for Part Sample production for
         les objectifs et le contenu des sujets FA de la PFA                                                          cadrage      Validation
                                                                                                                    Participation 50h
    2.   Définir le mode de fonctionnement et le cadre administratif (accord de
         consortium?)
                                                                                                 5          20     revues projet / 20k€ for Part Sample production for
                                                                                                                      cadrage      Validation
                                                                                                                    Participation 50h
                                                                                                 5          20     revues projet / 20k€ for Part Sample production for
                                                                                                                      cadrage      Validation
                                                                                                                     conception/
                                                                                                 8          -      Industrialisation 80h
                                                                                                                                       50h
Planning proposal (details next slide)                                                           5          20       conception        20k€ for Part Sample production for
                                                                                                                                       Validation
T0 = Kick Off                                            Semaines                                                   Participation 50h
                                                                                                 5          20     revues projet / 20k€ for Part Sample production for
• PreEtude pour selection Concept: +5 semaines                5                                                       cadrage      Validation
• Etude Détaillée et faisabilité industrielle: +6 semaines    11                      TOTAL    193      107
  Reception Prototypes finis: + 6 semaines                    17
                                                                                     GRAND
•

  Essai de Validation + analyses: + 4 semaines                21                                      300
•

                                                                                     TOTAL
• Industrialisation et validation process: 5 mois             41
• Preparation lancement série: + 4 semaines                   45
• Temps mort (congés): + 4semaines                            49
•  Cible: lancement série en s1749
                                                                                                                                                             11
Planning Proposal

                                                                                                                                             2017
                                                            1   2   3   4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Kick Off

PreEtude

 Revue Analyses Fonctionnelles et Concepts existants

 Conception Preliminaire pour Etude de faisabilité / coût

 Selection Concept / Procédé

Etude de détail

 Conception

 Verification simulation

 Faisabilité process

Verification Produit

 Fabrication Prototypes - pièces finies

 Reception Prototypes

 Essai de validation produit

 OK Produit

Industrialisation

 Industrialisation/ validation process production

 OK Industrialisation (PPAP)

 Preparation industrielle Renault Trucks

Démarrage Série

                                                                                                                                                                                                            12
Projet n°3
CONCEVOIR ET
FABRIQUER UN
PIGNON OPTIMISÉ
ET FONCTIONNEL

                  13
Projet N°3:
 Concevoir un pignon optimisé et fonctionnel
Description du projet                               Charge travail et investissements
Reconcevoir un pignon existant à iso                financiers
caractéristiques fonctionnelles, optimisé en        -      1ère phase : étude de faisabilité      20k€
formes, poids                                       -      2ème phase : études de détail     70k€
                                                    -      3ème phase : réalisation               30k€
Fabriquer un démonstrateur                          -      4 ème phase : tests, mesures..         30k€
Tester
Debriefing
                                                    A traiter :
                                                    Aspects juridiques, propriété intellectuelle, dépôts de
                                                    brevets

      Project Team
         Company     In kind (est.)   Cash (est.)
                                                    Planning proposal : 12 mois
                          10k            10k
                          20k            10k
                                                    WP1 Faisabilité : 2 mois
                          10k            10k
                          20k            10k
                                                    WP2 Conception, incl définition du post
                         20K             10k        process : 5 mois
                          10k            10k

                                                                                    WP3 Réalisation : 2
          TOTAL          90K             60k        mois
                                                                                                         14
Détails WP projet n°3
WP1 Etude de faisabilité               WP2 Conception produit x
Proposition de pièce à fabriquer       process
Contraintes produit / fonctionnement   Etudes en intégrant les spécificités
à intégrer                             du 3D printing (allègement, fonctions
Définition du test final               supplémentaires à intégrer,…)
Démonstration compatibilité            Définition de la gamme de
contraintes / matière / process 3D     fabrication 3D printing + post
printing                               process
                                       Consolidation faisabilité
WP3 Réalisation                        Consolidation
                                       WP4 Test dubudget      desfinal
                                                        produit   WP2,3 et 4
Fabrication 3D printing              En fonctionnement, support à définir
Post process : traitement thermique,
usinages finition
Contrôles : matière, dimensionnel

                                                                        15
Proposition de job sharing
WP1 Faisabilité / CDC fonctionnel
   40h par participant
WP2 Etudes
    1ère boucle : 40h SAFRAN, 20h par participant
    2ème boucle : 40h SAFRAN, 20h par participant
WP3 Fabrication
    ADDUP-MICHELIN, 5k€ par participant
WP4 Test
    à chiffrer en fonction de la pièce retenue
Debriefing
    1 réunion de synthèse, 2h par participant

                                                    16
Projet N°4
STRATEGIE DE SOURCING
COMMUNE A L’INDUSTRIE
AUTOMOBILE:
ELABORATION DU/DES
CHAMPIONS DE
FABRICATION DE PIECES
EN FAB. ADD.

                   17
Projet N°4: sourcing optimisé de la fabrication de pièces

Description du projet                                                                                      Charge travail et investissements financiers
Dans un contexte de maturation technologique forte, il s’agit de créer une entité opérationnelle,
possédant des machines de fabrication additive métal et plastique, afin d’y localiser l’ensemble des       A définir lors des phases d’évaluation, et suite au RFQ:
commandes de l’industrie automobile, et de minimiser les risques d’investissement technologiques           xx ETP par entreprise
et opérationnels. La cible de pièces est d’abord les outillages industriels (moules, supports, etc..yc
réparation d’outillages), mais peut aussi inclure des prototypes/petites séries etc.                       xx K€ d’invest upfront
Ce partenariat serait considéré jusqu’en 2020-2025.                                                        xx K€ de cotisation annuelle
Les objectifs sous-tendant sont la saturation de l’exploitation du parc (OEE), l’amortissement
optimal des coûts des machines, la gestion plus efficace (1) l’obsolescence technologique, la
centralisation/mutualisation de l’expertise design/procédé, la réduction des temps de dvpt.
Il est recommandé:
1. de co-investir sur une structure existante (ex: System X? Volum-E? PEP? Thales? Michelin?
autres?)
2. de permettre un brassage technologique facilité par l’envoi de résidents des entreprises
‘fondatrices’ dans la structure.
3. de proposer à l’industrie Aéronautique et à l’industrie Ferroviaire de se joindre à cette initiative.

Project Team                    Company               In kind (est.)           Cash (est.)                 Planning proposal (cf slide suivant)
                                 Renault                   Tbd                       Tbd
                                                                                                           Dimensionneme
                                Faurecia                   Tbd                       Tbd                    nt des besoins
                                                                                                                     Synchronisation
                                   PSA                     Tbd                       Tbd
                                                                                                                         avec AIF
                                 Alstom                    Tbd                       Tbd                                            Techno show
                                Michelin                   Tbd                       Tbd
                                                                                                                                                    RFQ
Dépent de la techno               Safran                   Tbd                       Tbd
(taille des pièces
                                                                                                                                                            Préparation de
métal) et efficience                PO                      ?                         ?                                                                      déploiement
vs plasturgistes                                                                                                                                                    Déploiement des
actuels                           Valeo                    Tbd                       Tbd                                                                               opérations
                                 TOTAL                                                                                                                                18
(1)   déployé en écosystème plus efficace que déployé chaque entreprise séparément
Dimensionnement et planning de projet
     Dec 16         Jan 17              Fev 17            Mar 17            Sept 17           Jan 18
                      Go –               Go –                                 Go –
                     No Go              No Go                                No Go

Dimensionnement     Synchronisation                                         Préparation de    Déploiement des
                                         Techno show          RFQ
   des besoins         avec AIF                                              déploiement        opérations

   Recensement         Identification       Revue des
   des stratégies       de volumes            acteurs        definition        Revue légale
   BUY établies       complémentai           software
                      res provenant
                          d’autres
      Ratissage            acteurs          Revue des
       terrain           industriels         acteurs        Lancement         Budgétisation
     (chaine de                             machines
    prod, ME) et
   identification
     de besoins                             Revue des                             Kits de
                                                             Revue des
     non captés                               acteurs                          déploiement
                                                              résultats
                                           frabriquants                          (comm)
   Structuration
   d’un besoin,                             Revue des        Entretiens,
    en volume,                            acteurs de MP        tests,
    par techno,                              (poudres,      vérifications
    par type de                             plastiques)
     matériau                                              Structuration
      (métal,                                               des besoins
     plastique)                                            fiannciers et
                                                            ressources
   Evaluation des
   contributions
   financières et                                                                                   19
    ressources à
      produire
Projet n°6
REAL 3D

             20
Projet N°6: REAL 3D
 Description du projet                                                  Charge travail et investissements
 L’objectif de ce projet est de rassembler un consortium                Budget total: 2.5M€ sur 3 ans
 constitué d’industriels et de centres techniques pour
 réaliser un démonstrateur permettant d’amener des
                                                                        Financement FUI: 30%
 réponses aux problématiques exprimées et montrer la voie               Participation des industriels:
PFA / 3D PRINTING
PROJET 6 : REAL 3D
I. Introduction

Au cours d’un brainstorming au sujet de la fabrication additive
polymère, plusieurs problématiques ont été exprimées de la part des
industriels
 La possibilité de réaliser des A-surface avec des pièces comprenant des formes gauches
 Les matériaux disponibles ne sont pas encore compatibles avec les cahier des charges des
 industries du transport
 Le besoin d’intégration de fonctions électroniques (passives ou actives)
 La problématique des guides de lumière

L’objectif de ce projet est de rassembler un consortium constitué
d’industriels et de centres techniques pour réaliser un démonstrateur
permettant d’amener des réponses aux problématiques exprimées et
montrer la voie des développements futurs
                                        www.ct-ipc.com                                    23
I. Introduction

Le procédé de fabrication additive envisagé est le procédé de
dépôt de fil fondu (FDM) car cette technologie permet
d’envisager la réalisation de pièces multi-matériaux avec
intégration de composants

Lots de travail
 Développement machine FDM 5 axes pour la réalisation de pièces 3D complexes avec
 « bon » état de surface
 Développement matériaux : compatible avec la fabrication additive, « flame
 retardant », compatible pour l’application guide de lumière
 Intégration de composants « passifs » : inserts de fixation, RFID, …
 Intégration de composants « connectés » : besoin de connectiques et de circuits

                                      www.ct-ipc.com                               24
I. Introduction

Imprimante 3D 5 axes                          Intégration électronique

                       Exemple d’un console
                            centrale
  Matériau « flame
                            www.ct-ipc.com        Guide lumière    25
    retardant »
II. Lots de travail

              WP1                                             WP3
       Développement FDM 5                                Intégration de
               axes                                     composants passifs

                                   WP5
                               Réalisation du
                               démonstrateur

              WP2                                             WP4
         Développement                                Intégration de
           matériaux                               composants connectés

                                   WP0
                         Définition du besoin initial
                                www.ct-ipc.com                               26
II. Lots de travail

WP0 : Définition du besoin initial (tous les partenaires)
 Définition du cahier des charges du démonstrateur
 Définition des matériaux à utiliser
 Définition des fonctions électroniques à intégrer
 Définition des fonctions logiciels nécessaires

WP1 : Développement machine FDM 5 axes (IPC, GRENOBLE
INP, DELCAM)
 Réalisation d’une machine FDM 5 axes : volume utile d’environ 1m³
 Développement d’une brique CFAO sur couche logiciel standard
 Développement de post-process adapté pour le dépôt de couches « 3D »
 Développement de la fabrication « hybride » à partir d’une pièce existante
 Intégration de systèmes multi-buses pour les applications multimatériaux
 Développement de systèmes de placement de composants dans les pièces en cours de fabrication

                                            www.ct-ipc.com                                      27
II. Lots de travail

WP2 : Développement matériaux (IPC, IMP, IFTH, sous-
traitant extrusion fil FDM)
 Développement matière adaptée à la fabrication additive
   Bibliographie matériaux : « flame retardant » et guide lumière
   Fabrication de fils pour FDM
   Caractérisation matériaux

WP3 : Intégration de composants « passifs » (PICTIC :
IPC + CEA Liten)
 Développement d’un système de placement d’inserts
 Caractérisation des interfaces / accroches entre les inserts et la pièce
 Définition des règles de conception pour le placement des inserts
                                           www.ct-ipc.com                   28
II. Lots de travail

WP4 : Intégration de composants connectés (PICTIC :
IPC + CEA Liten)
 Input WP3
 Développement de la connectique
 Protection des composants lors du process de dépôt

WP5 : Réalisation du démonstrateur (tous les
partenaires)
 Input des WP précédents
 Fabrication de pièces 3D « simples »
 Fabrication de pièces 3D sur préformes
 Fabrication de pièces 3D avec composants « passifs »
 Fabrication de pièces 3D avec composants connectés
                                          www.ct-ipc.com   29
Planning

           www.ct-ipc.com   30
Projet n°8
PRODUCTION DE
PIECES APV EN 3D
PRINTING

                   31
La fabrication de pièces en 3D printing pour les
besoins APV est déjà une réalité dans le monde
automobile
 L’objectif du projet 8 est de fournir aux membres de la PFA
 une analyse économique sur leur stratégie de fabrication de
 pièces APV
 - quelle typologie de pièces candidates?
    • dimensionel, état de surface
    • fonctionalité, sécurité…

 - quel modèle économique?
    • Impact sur stockage/logistique
    • Taille de lot

 Focalisation sur le3D printing
 plastique qui parait la solution la plus réaliste à MT
 Pas besoin de fabriquer des pièces, la faisabilité est possible
                                                           32
Projet N°8 :                  PRODUCTION DE PIECES APV EN 3D PRINTING

Description du projet                             Charge travail et investissements
                                                  financiers
Réalisation d’une étude macro-
économique sur l’ensemble de la                   Uniquement heures étude – environ 50-70
supply chain des pièces après vente               heures par entreprise
fabriquées en 3D printing
 identification des paramètres                   Modélisation de l’étude sur la base de
significatif de la Supply Chain                   pièces à géométrie simple afin que les
 chiffrage de l’impact de ces                    résultats puissent être utilisés facilement
paramètres                                        par chaque membre PFA

Project Team                                      Planning proposal
    Company        In kind (est.)   Cash (est.)
  Renault Trucks                                  Novembre-Décembre 2016 : Staffing
       PSA
                                                  Janvier – Juin 2017 : Elaboration
     Renault
                                                  etude
      Valeo
     Plastic
    Omnium

                                                                                         33
Comparaison des modèles économiques

Supply Chain pièces APV “classique”

                                         Stockage
                         Livraison                   Livraison    Stockage
          Fabrication                    magasin                            Vente client
                        Magasin APV                 Concession   concession
                                           APV

Supply Chain pièces APV “3D printing”

          Fabrication     Vente client

Données de sortie de l’étude:
- Pour quelles pièces le modèle économique 3D peut être déjà plus rentable?
  (gains stockage, transport, outillages, gestion, diversité…)
- Quels investissements nécessaires? (machines déportées, régionalisées…)

                                                                                  34
Projet n°9
ÉTUDIER L’INTÉRÊT DE
LANCER UNE/PLUSIEURS
THÈSES SUR LA
CONCEPTION DE
MATERIAUX (POUDRES
MÉTAL) PERMETTANT UN
TRAVAIL À CHAUD, À
FROID DANS LES
OUTILLAGES
INDUSTRIELS

                  35
Projet N°9:
 Matériaux pour outillages industrielles
Introduction
 Exemples d’aciers à outils :
   Résistant aux chocs                                       35CrMo7
   Résistant aux chocs mécaniques                        55NiCrMoV7
   Résistant aux chocs thermiques                        X40CrMoV5-1
   Résistant à l’usure aux températures élevées          X30WCrV9-3

Ces aciers à outils (au carbone) ne sont pas aujourd’hui utilisés en Fabrication Additive.
Les stratégies de lasage explorées n’ont pas donné satisfaction et très vite il en a été
déduit que la Fab Add n’était pas compatible avec les aciers à outils.

Certains de ces outils peuvent être composés d’une partie simple et d’une partie
complexe. D’en d’autres cas, on peut envisager de modifier une partie de l’outil. Dans ces
2 cas de figure, le coût de fabrication de l’outil peut être optimisé en fabricant sur la
partie simple de l’outils réalisé en procédé classique la partie complexe ou une
modification.

Cela nécessite d’assurer l’accrochage intime de la poudre fusionnée sur la pièce
existante.
                                                                                     36
Projet N°9:
  Matériaux pour outillages industrielles
Description du projet
- Identifier une ou deux applications potentielles (chocs, usure, thermique, …) nécessitant un acier à
outils avec une partie simple (support) et une partie complexe ou à modifier (à rapporter en Fab Add)
- Comprendre les mécanismes métallurgiques en fabrication additive de cet acier à outils dont
l’interfaçage entre partie existante et partie rapportée par Fab Add
- Identifier une stratégie applicable à cet acier à outil
- Réaliser une pièce de démonstration
- Identifier des évolutions potentielles de la composition des ces aciers pour avoir un matériau mieux
adapté au procédé de Fab Add

                                                                        2017           2018            2019            2020            Total
                                                     en k€
Project Team                                                      In Kind Cash   In Kind Cash    In Kind Cash    In Kind Cash    In Kind Cash
                                          Faurecia                    5      6       5      18       5      20       2      15     17        60
  Company    In kind (est.)   Cash (est.) Renault                     5      6       5      18       5      20       2      15     17        60
                 17 k€          60 k€     Valéo                       5      6       5      18       5      20       2      15     17        60
                                          PCA                         5      6       5      18       5      20       2      15     17        60
                 17 k€          60 k€     Renault Truck / Volvo       5      6       5      18       5      20       2      15     17        60
                 17 k€          60 k€     AddUp                       7      3     15       20     15       20       7      10     44        53

                 17 k€          60 k€
                                           - Thèse suivant convention CIFRE => droit au CIR
                 17 k€          60 k€      Budget chiffré pour 1 nuance d’acier
                 44 k€          53 k€      - Essais sur pièces réelles en condition d’exploitation à la
   TOTAL        127 k€         353 k€      charge de la société concernée

                                                                                                                                 37
Projet N°9:
Matériaux pour outillages industrielles
Planning

                                           2017                                2018                                2019                        2020
                           01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07
accord rédigé et validé
préciser le sujet
recherche thèsard + labo
biblio
préparation essais
essais / compréhension
définition des règles
réalisation pièces tests
essais sur pièces tests
soutenance

Moyens / Ressources

- Machine de Fab Add (FormUp350) et support technique mis à disposition par AddUp dans ses locaux
pour le thésard
- Moyens de traitement thermique mis à disposition par AddUp ou sous-traité
- Reprises d’usinage sous-traitées
- Essais sur éprouvettes réalisés par la Labo, AddUp ou sous-traités suivant les essais à réaliser

- 1 thésard, 1 dir. de thèse (compétence métallurgique requise), un support technique AddUp, un
représentant de chacun des membres de l’équipe projet

                                                                                                                                                 38
Projet n°10
MATÉRIAUX

            39
Projet N°10:
Matériaux Lien AIF

Dans le cadre des travaux AIF sur la fabrication additive, un GT matériaux est mis en place, avec
comme objectif de traiter prioritairement 3 thématiques :
1/ Etat des lieux des disponibilités matériaux
2/ Identification des besoins/manques matériaux
3/ Compréhension de l'Interaction matériau-procédé / métal

Le Premier groupe, piloté par le CETIM va organiser la collecte de toutes les données disponible
sur les matériaux présents sur le marché en plastique et en métal.

Le second groupe, est lui chargé de récupérer les besoins en terme de caractéristiques
mécaniques et autres des utilisateurs finaux pour définir des cahiers des charges fonctionnels,
par secteur industriel, et de trouver des points communs, afin d’orienter les développements
matériaux sur les volumes les plus porteurs.

Le 3e groupe est orienté vers la compréhension des phénomènes physique lors de la mise en
œuvre des matières dans les procédés de fabrication additive.

                                                                                              40
Projet N°10 :
 Matériaux Lien AIF
Description du projet                                         Charge travail et
Compléter le tableau pour l’AIF sur la partie sur les         investissements financiers
matériaux nécessaires avec une approche simple de             HA à chiffrer
remplacement de matières existantes aujourd’hui, en
métal ou en plastique.
Compléter les caractéristiques nécessaires pour
répondre à vos besoins.

 Project Team                                      Planning
    Company         In kind (est.)   Cash (est.)
     Faurecia
                                                   6 mois environ pour compléter les
     Renault
                                                   besoins
       PCA
  Volvo / Renault
      Trucks
      AddUp
                                                                                       41
      TOTAL
Projet n°11
BOURSE AUX THESES

                42
Projet N°11: bourse aux thèses

Description du projet                                                                       Charge travail et investissements financiers
L’objectif de ce projet est de massifier la génération de savoir sur le 3D Printing
passant par des thèses (niveau national, inter-industries).                                 Contribution financière: 0K€
L’objectif est de :                                                                         Contribution autres:
1. de recenser les thèses écrites par les organismes de recherche en France                  désignation d’un correspondant par entreprise
2. de recenser les thèses en cours d’écriture dans les organismes de recherche en            Identification par le correspondant des sujets de thèse susceptibles
France                                                                                        d’être co-financées en écosystème (AIF, PFA) et sur lequel
3. de structurer un mécanisme de « bourse aux thèses » permettant de massifier la             l’entreprise compte s’engager (avec un budget)
connaissance générée.

Les points 1/ et 2/ sont livrables par les travaux lancés par l’AIF, et communicable sous
une forme à construire.
Pour le 3/, il est proposé de structurer une bourse aux thèse annuellement, en
s’appuyant sur l’AIF.

Project Team              Company             In kind (est.)        Cash (est.)             Yearly Planning proposal
                           Renault             Focal point               /
                                                                                                      • Recensement des besoins des industriels par l’AIF
                        Renault Trucks         Focal point               /                            • Elaboration d’une liste de proposition de thèses disponible en ligne pour consultation

                           Faurecia            Focal point               /
                                                                                             Avril
                             PSA               Focal point               /                            • Revue et synthèse finale des sujets par les industriels, suite à la consultation des
                                                                                                        projets en ligne
                           Alstom              Focal point               /                            • Ajouts éventuels de sujets de thèses grâce aux efforts de cofinancement entre

                           Michelin            Focal point               /
                                                                                             Mai        industriels

                            Thales             Focal point               /
                                                                                                      • Remise des sujets aux centres de recherche
                             PO                Focal point               /
                                                                                             Juin
                            Valeo              Focal point               /

                            Safran             Focal point               /
                                                                                                                                                                             43
                             AIF              Facilitation and           /
                                                operations
Projet n°12
POSITION DE LA FILIERE
INDUSTRIELLE
AUTOMOBILE VS. LA
FILIERE INDUSTRIELLE
DE FABRICATION
ADDITIVE

                    44
Projet N°12: Position vs. la filière industrielle de Fab. Add.

Description du projet                                                                         Charge travail et investissements financiers
L’objectif est de décrire la position technique de la filière automobile sur el sujet de la
fabrication additive. Pour ce faire, nous écrirons une position technique PFA.                • 0 investissments financiers.
                                                                                              • Travail de l’équipe PFA 3D Printing
Par ailleurs, l’objectif est aussi de comprendre quel est le tissu de la supply chain         • Travail de l’Alliance Industrie du Futur/Cartographie de la
Fabrication additive. Pour ce faire nous diffuserons les travaux de cartographie                Fabrication Additive
réalisés sur le sujet par l’AIF (centres de compétences recherche, mais aussi
fournisseur de service de fabrication additive, fournisseurs de machines, de matière
première, de software, d’expertise post-traitement, d’expertise design).

Project Team & planning proposal

Tous sont intéressés par les résultats, qui seront fournis ainsi:

1. émission de la position technique de la PFA:
Qui: groupe de travail PFA/3D Printing
Quand: 2 novembre 2016

2. cartographie de la supply chain Fabrication Additive
Qui: Alliance Industrie du Futur
Quand: tbd
                                                                                                                                                     45
(1)   déployé en écosystème plus efficace que déployé chaque entreprise séparément
Projet n°13
CONTRAINTES HSE ET
IMPACTS

                46
Projet N°13: Contraintes HSE et impacts

Description du projet                                                                      Charge travail et investissements financiers
Les industriels automobiles, excepté Michelin avec sa filiale AddUp, ne sont pas
investis dans la fabrication additive à échelle industrielle.                              0€
La diversité de l’offre industrielle en terme d’installation est non seulement liée à la   1 réunion de restitution de travail des membres des groupes de travail
technologie de fabrication additive, mais aussi à la philosophie empruntée par le          5, 6 et 7 de l’AIF/Fab.add.
constructeur de machine relativement à la protection de l’homme et de
l’environnement industriel. Une protection forte (scaphandres de protection pour les
opérateurs, machines de traitement) sur des machines utilisant des poudres métal ou
plastique sera couteuse, dans un univers concurrentiel et non normé pour le moment.
La question soulevée est de comprendre quelles sont les risques pour les opérateurs
et l’environnement de travail, et comment et vers quoi se structurent des normes pour
encadrer l’utilisation de la technologie.
Pour ce faire, il est proposé à chaque membre du groupe de travail de profiter des
conclusions des groupes de travail de l’AIF qui se sont penchés sur le problème
depuis 8 mois.

Project Team                                                                               Planning proposal
Représentants HSE des entreprises Michelin, Renault, PSA, Faurecia;                        1 Réunion à prévoir courant novembre
Equipes AIF concernées
                                                                                           Date proposée: 28 novembre matin

                                                                                                                                                 47
(1)   déployé en écosystème plus efficace que déployé chaque entreprise séparément
Projet n°14
TRAVAIL SUR LA
CHAINE DE VALEUR

                   48
Projet N°14: Travail sur la chaine de valeur

Description du projet                                                                                  Charge travail et investissements financiers
Le problème majeur de la technologie de fabrication additive appliquée à l’automobile est son
coût.                                                                                                  Membres intéressés du Groupe de travail 3D Printing:
Pour autant, il n’existe aucune étude sur la chaine de valeur de l’industrie, aujourd’hui et
                                                                                                       - Cahier des charges à construire (GF)
demain, et comment l’industrie peut orienter ses efforts pour agir à la réduction de ce coût.
                                                                                                       - Etude à sourcer (proposition: Cetim, McKinsey, CVA)
L’objectif est donc de lancer une étude sur la chaine de valeur en s’appuyant sur deux pièces à        - Coût de l’étude à partager
caractéristiques constantes (une plastique, une métal), fabriquées aujourd’hui et fabriquée en         - benchmark à construire (GF, ThT)
2022.
L’étude doit montrer l’évolution des postes principaux de couts entre 2017 et 2022, compte
tenu des évolutions techniques et marchés qui sont connus. Elle devra aussi déterminer les
profits des acteurs, l’impact d’une massification de sourcing, etc.. afin de permettre a l’industrie
automobile et ses alliés de se positionner pour impacter cette structure de couts. L’étude ne
proposera pas d’impact de stratégie d’entreprise automobile isolée.                                    Note: CETIM/Fab.Add. recommandé par Alstom; McKinsey/Fab.Add.
Un benchmark complémentaire pourra être mené pour identifier le potentiel lié aux                      recommandé par Renault Trucks
performances liées au design de sous-ensembles.

                              Company                In kind (est.)          Cash (est.)
Project Team                                                                                           Planning proposal
                              Renault            Revue du CDC et accord
www.pfa-auto.fr

   2, rue de Presbourg • 75008 Paris
           +33 1 41 44 94 30
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