Protolabs a publié son « 2023 : le rapport sur l’état de la fabrication robotique » qui met en évidence les défis et les opportunités auxquels l’industrie manufacturière est confrontée, alors qu’elle commence à transformer les idées en réalité. Stephen Dyson, responsable des programmes clients EMEA chez Protolabs, examine de plus près ce qui nous attend.
L’innovation se produit partout dans l’industrie manufacturière. Depuis que le terme Industrie 4.0 a été inventé, la fabrication a subi une transformation numérique rapide – avec des capteurs, des appareils connectés à Internet, de l’IA et des systèmes de production cyber-physiques (CPPS) tous déployés dans l’atelier. Il y a également eu une augmentation significative de l’utilisation de la robotique.
Historiquement, la robotique était largement déployée en milieu industriel, mais on la voit émerger dans de nouveaux domaines grâce aux évolutions matérielles et logicielles. En fait, au cours de la dernière décennie, la robotique a joué un rôle dans tout, de la chirurgie augmentée et des soins aux personnes âgées aux missions de recherche et de sauvetage, ainsi que dans la surveillance d’environnements difficiles, tels que les voies navigables.
Le rythme d’adoption s’accélère, alimenté par les opportunités offertes par la disponibilité de nouveaux matériaux. L’étude de Protolabs, comprenant des informations d’acteurs clés de l’industrie, a révélé que près d’un tiers d’entre eux pensent que les nouveaux matériaux auront l’impact le plus significatif sur la manière dont la robotique sera utilisée dans la fabrication au cours des cinq prochaines années. Les pinces souples souples, par exemple, qui peuvent saisir des articles délicats et périssables, pourraient conduire à de multiples applications en cours de développement pour les industries agricoles et alimentaires.
Cependant, alors que les nouveaux matériaux présentent de nombreuses opportunités d’innovation, il est crucial de réfléchir à la manière dont ils seront utilisés, car cela affectera la manière dont les pièces sont fabriquées. La disponibilité des matériaux est également un facteur à prendre en compte, car un manque d’approvisionnement peut potentiellement ralentir les cycles de développement. C’est clairement quelque chose dont l’industrie est consciente, avec plus d’un quart des personnes interrogées (27 %) indiquant que la chaîne d’approvisionnement des matériaux est le plus sérieux obstacle à l’innovation.
Collaboration – pour une meilleure conception et un meilleur prototypage
La chaîne d’approvisionnement a un rôle essentiel à jouer en offrant une expertise et des capacités autour de nouveaux matériaux et du développement de produits. De nombreux fabricants travaillent plus étroitement avec leurs partenaires pour prendre de meilleures décisions sur comment et où ils peuvent adopter l’innovation.
La conception et le prototypage sont deux domaines de collaboration. En travaillant avec des partenaires de fabrication numérique, les fabricants accèdent à des options rapides et économiques pour tester, réitérer et tester à nouveau. Ils peuvent ensuite travailler avec ce partenaire pour fabriquer des pièces en utilisant une large gamme de matériaux durs et mous.
Le changement n’est pas toujours un chemin clairement tracé, c’est souvent une série de petits pas qui peuvent signifier revenir en arrière pour progresser. Lors de la conception d’une nouvelle pièce, comme l’exemple de préhenseur souple ci-dessus, il est primordial de savoir si elle peut être fabriquée dans le matériau souhaité, au juste prix. Les coûts globaux, les nombres de commande minimum et la vitesse sont également importants lors de l’examen des options de fabrication et peuvent affecter le choix du matériau.
Il est essentiel de minimiser le temps et les coûts impliqués dans ce processus – c’est là qu’une conception itérative ou une approche Design For Manufacturing (DFM) peut aider – en affinant la conception avant la production de prototypes physiques.
Les commentaires de l’analyse de conception automatisée permettent aux organisations de passer par plusieurs itérations qui peuvent être partagées en interne avant qu’une seule pièce ne soit fabriquée. Il mettra en évidence si des zones spécifiques doivent être repensées avant la fabrication et peut démontrer comment le choix, la disponibilité et la quantité des matériaux peuvent affecter le prix.
Les fabricants devraient également profiter de l’expertise au stade du prototypage. Dans certains cas, l’utilisation du même matériau ou d’un matériau proche du produit final peut être essentiel. Alternativement, un matériau à moindre coût pour les itérations initiales et les tests pourrait convenir. Il peut également être possible d’utiliser un processus de fabrication plus rentable pour produire une plus petite quantité de pièces à tester. La clé est de trouver la meilleure solution, pas seulement la plus simple.
Des technologies telles que l’impression 3D, l’usinage CNC et le moulage par injection rapide offrent toutes un environnement flexible pour le développement de produits. L’impression 3D, par exemple, permet de fabriquer rapidement même les géométries les plus complexes et est rentable lors de la production d’un petit nombre de pièces. La gamme de matériaux pouvant être utilisés dans l’impression 3D s’élargit également et comprend des métaux, des céramiques et des matériaux souples.
Adopter l’innovation
La robotique progresse dans de nouveaux domaines à un rythme rapide. Heureusement, la technologie de fabrication suit le rythme, pour faciliter la production de nouvelles pièces, dans de nouveaux matériaux, rapidement et à moindre coût.
Cela a également abaissé la barrière à l’entrée pour les petites entreprises et les chercheurs afin de les aider à concurrencer les grands acteurs, et contribue à garantir que le capital d’amorçage et les budgets de développement pour l’innovation en robotique ne sont pas dépensés trop rapidement. Ceci est important pour l’industrie, car c’est souvent au sein de ces organisations plus petites et plus agiles que la véritable innovation se produit.
La clé est maintenant que l’industrie manufacturière puise dans l’expertise de la chaîne d’approvisionnement de la fabrication numérique pour libérer l’énorme potentiel que présente la robotique.
