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Réduire le nombre de pièces avec l’impression 3D : Quels sont les avantages ?

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L’un des exploits que l’impression 3D peut accomplir est la réduction du nombre de pièces. Des études publiques menées par la NASA et d’autres chercheurs ont montré que dans les moteurs de fusée, par exemple, 80 pièces peuvent être réduites à seulement trois. De même, GE a déclaré que 12 pièces imprimées en 3D remplacent désormais ce qui aurait été 800 composants sur son turbopropulseur Catalyst.

En 2018, j’ai écrit un article plaidant pour la réduction du nombre de pièces. En effet, c’est quelque chose qui a été très fructueux pour de nombreuses entreprises en coulisses, mais qui n’est pas assez souvent vanté comme un succès. On ne comprend pas non plus assez souvent pourquoi la réduction du nombre de pièces est si avantageuse. Afin d’essayer une fois de plus de vous convaincre que la réduction du nombre de pièces dans un assemblage est primordiale, cet article répertorie tous mes nouveaux apprentissages depuis 2018.

NASA and Rocketdyne's Baby Bantam 3D Printed rocket engine reduced part count significantly from several dozen to three while speeding up development time and lowering cost.

Le moteur de fusée Baby Bantam imprimé en 3D par la NASA et Rocketdyne a permis de réduire considérablement le nombre de pièces, de plusieurs dizaines à trois, tout en accélérant le développement et en réduisant les coûts. Image reproduite avec l’aimable autorisation de la NASA.

Dans l’ensemble, nous pouvons voir apparaître une myriade d’avantages si nous réduisons le nombre total de composants dans un assemblage. Par exemple, nous pouvons produire efficacement et avoir des pièces finales plus performantes en éliminant les fixations, les colles et en réduisant les matériaux.

La réduction du nombre de pièces signifie que les assemblages seront globalement moins lourds, en raison de la diminution du nombre de fixations et de l’intégration des fonctionnalités.
L’intégration de la fonctionnalité, à son tour, modifie l’équation de la fabrication de plusieurs façons : les composants peuvent être imprimés à moindre coût parce que vous aurez besoin de moins d’heures de machine pour les fabriquer ;
Globalement, l’impression 3D sera une technologie plus efficace à utiliser ;
Il sera progressivement moins cher de fabriquer de nouvelles choses avec l’impression 3D ;
Il sera moins cher mais aussi plus rapide d’itérer les changements de conception ou de développer de nouvelles conceptions avec l’impression 3D ;
L’espace nécessaire au stockage des pièces est réduit au stockage d’une seule pièce ;
Toutes les pièces peuvent être fabriquées spécifiquement pour fonctionner au mieux comme un ensemble intégré plutôt que comme des objets discrets.
Moins de pièces dans l’ensemble réduit également un certain nombre d’autres variables, telles que moins de surface et moins de surfaces à post-traiter dans l’ensemble ;
Moins de coûts de manutention ;
Moins d’heures de machine, ce qui réduit les coûts ;
Moins de manipulation dans les processus d’AQ et de CQ ;
Moins de pièces à tester, ce qui réduit les coûts et accélère le processus de test ;
Moins d’outillage au total ;
Vos ratios d’achat à la volée seront améliorés car vous aurez besoin de moins de matériaux, globalement. Cet effet est renforcé par le fait que vous aurez besoin de moins de composants.
Les facteurs de forme peuvent être radicalement modifiés en retirant les fixations, en intégrant des fonctionnalités et en changeant la forme de la pièce.
Réduction des coûts de transport grâce à la diminution du nombre de pièces, de la masse et de la centralisation de la fabrication.
En fonction d’un certain nombre de variables, moins d’émissions et moins d’énergie pourraient être produites en raison de l’utilisation de moins de matériaux, de transport et d’heures-machine, améliorant ainsi la durabilité globale.
Moins de pièces, moins d’outillage et moins de matériaux dans l’ensemble devraient réduire considérablement les coûts de stockage. Cela peut rendre les usines plus efficaces en réduisant :
le temps
Le coût du mètre carré de votre usine ;
la taille de votre bâtiment et les coûts annexes.
Moins de capital est immobilisé dans les coûts de stockage et les matériaux stockés, ce qui peut faire économiser des milliards à certaines entreprises.
Moins de capital est immobilisé dans l’outillage en prévision des nouveaux produits.
Moins de capital est immobilisé dans les pièces de rechange et la conservation de l’outillage au cas où vous en auriez besoin.
Moins de capital est immobilisé dans les pièces de rechange, ce qui signifie moins d’entrepôts, moins de personnes pour les gérer, moins d’énergie pour les faire fonctionner, etc.
Les pièces peuvent être redessinées plus rapidement car il n’est pas nécessaire de changer l’outillage.
La reconception des pièces peut être moins coûteuse, car il n’est pas nécessaire de modifier l’outillage.
L’intégration de la fonctionnalité et la réduction du nombre de pièces signifient que moins de pièces doivent être stockées, ce qui simplifie la logistique.
L’intégration de la fonctionnalité et la réduction du nombre de pièces signifient que les pièces sont plus grandes et peuvent être plus complexes, ce qui vous permet de les facturer davantage en cas de casse.
L’intégration de la fonctionnalité et la réduction du nombre de pièces signifient que les pièces sont plus grandes et peuvent être plus complexes, ce qui signifie que les services de maintenance, d’entretien et de réparation (MRO) et de pièces de rechange sont plus simples à gérer.
L’intégration de la fonctionnalité et la réduction du nombre de pièces signifient que les pièces sont plus grandes et plus complexes, ce qui signifie que les services de MRR et de pièces détachées peuvent faire plus de bénéfices en vendant des pièces plus chères avec une exécution plus simple.
Les changements de conception sont plus simples à réaliser.
Les modifications de conception sont plus rapides à réaliser.
Les itérations sont plus faciles à réaliser, notamment parce que les effets d’entraînement sur d’autres pièces peuvent être traités dans la nouvelle pièce.
Moins de pièces sont en transit et vous devez les payer lorsqu’elles se trouvent sur les quais ou dans les navires.
Moins de pièces signifie qu’il y a moins de risque d’attendre que les fournisseurs remplissent des commandes qui bloquent votre progression.
Les flux de trésorerie et les dépenses d’investissement nécessaires à l’élaboration de nouveaux produits sont réduits.
Les entreprises peuvent être plus réactives au marché.
Elles peuvent plus facilement modifier un produit pour répondre à un nouveau concurrent, une nouvelle niche ou une nouvelle application.
Les produits peuvent être mis à jour plus rapidement et à moindre coût.
Le délai de mise sur le marché est amélioré dans l’ensemble.
Il faut moins de personnel dans l’ensemble.
Moins de pièces signifie moins de coûts d’entretien.
Moins de pièces peut signifier moins de temps pour remplacer une pièce, ce qui signifie moins de temps d’arrêt dans l’ensemble.
Moins de pièces pourrait signifier moins de temps pour remplacer une pièce, moins de coûts de maintenance, moins de temps d’arrêt et moins de visites de service.
Les reconceptions étant moins coûteuses, les entreprises peuvent prendre plus de risques en rendant une version du produit plus audacieuse ou plus haut de gamme.
De nombreuses variantes pourraient permettre aux entreprises d’optimiser plus facilement leur gamme de produits.
De nouvelles formes intégrées spécifiques pourraient être brevetées.
Le risque d’assemblage est concentré sur l’impression 3D.
La réduction du nombre d’étapes de production signifie que la production globale devrait être plus rapide.
La réduction du nombre d’étapes de production rendrait Six Sigma et d’autres objectifs plus faciles à atteindre puisque moins d’erreurs pourraient être commises.
L’élimination des fixations, des colles et des étapes réduit les risques d’interférence entre les matériaux.
En réduisant le nombre de matériaux dans l’ensemble, on s’attend à moins de défaillances de matériaux puisque nous pouvons concentrer notre énergie sur la compréhension de moins de matériaux.
L’automatisation des processus devrait permettre d’améliorer la fiabilité et la répétabilité.
Nous nous attendons à faire moins d’erreurs, car nous effectuons moins d’étapes et l’élément humain est moins présent.
En fabriquant de plus en plus de pièces à l’aide d’un seul processus et de moins de matériaux, vous gagnez en flexibilité.
Vous pouvez utiliser des imprimantes pour imprimer différentes pièces en fonction de la fluctuation de la demande.
Vous pouvez devenir plus agile en tant qu’organisation dans son ensemble.
En étant plus agile et en réduisant vos délais de commercialisation, vous pouvez devenir plus compétitif.
En vous concentrant sur un nombre réduit de matériaux et d’étapes, il vous sera plus facile d’atteindre l’excellence.
En étant plus excellent et plus compétitif, vous pouvez dépasser la concurrence tout en réduisant les coûts, les délais de commercialisation et les dépenses d’investissement en intégrant des fonctionnalités et en réduisant le nombre de pièces. Ces avantages s’additionneront les uns aux autres et vous procureront un avantage concurrentiel durable.

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