L'impression 3D au service du design
L'impression 3D au service du designDécouvrez comment l'impression 3D va révolutionner le design.
Impression robotisée grand format : SURMOUL3D
La technologie de fabrication additive robotisée Surmoul3d a été développée à ComposiTIC en 2016 puis est devenue propriété de l’IRMA.
Le procédé permet d’imprimer des pièces grand format par dépose d’un cordon de matière fondue épais et selon des trajectoires définies par l’utilisateur. La machine étant alimentée en granulés et non pas en filament donne accès à une plus large gamme de matériaux à moindre coût et de meilleure qualité. Nous fabriquons des pièces multi-matériaux avec des matières standards ou élaborées sur mesure et programmons les trajectoires de dépose du robot.
L’utilisation de cette machine grandes dimensions requiert de veiller à limiter l’apparition de défauts amplifiés par la taille des cordons. En plus d’améliorer la tête de dépose, nous avons adapté le design et la stratégie de remplissage de nos pièces pour nous affranchir de ces défauts. L’agilité acquise par la proximité entre conception et process nous permet de mettre en place rapidement les bonnes stratégies d’impression en fonction de la géométrie de la pièce à réaliser.
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Le projet "Pure Lines"
Le projet « Pure Lines » est né d’une rencontre entre un architecte-designer vannetais, Vincent Vernet, ayant une réflexion sur les modes de vie, de consommation, l’économie circulaire et la coopération entre plusieurs disciplines au sein d’un même territoire ; et l’Université de Bretagne Sud par le biais de sa plateforme ComposiTIC, avec son directeur Yves Grohens, ainsi que de l’association IRMA (Institut Régional des Matériaux Avancés) disposant des connaissances techniques et de la technologie à Lorient, pour proposer des solutions à certains enjeux économiques et écologiques contemporains. Le projet cherche aujourd’hui des partenaires financeurs pour passer dans la phase de pré-production et de communication à plus grande échelle.
Le nom « Pure Lines » fait allusion aux cordons de matière déposés par les imprimantes 3d dans un matériau biosourcé et recyclable, le PLA (polymère à base d’amidon de maïs) enrichi en fibres de lin. Il est aussi le symbole des liens déjà créés entre les partenaires et de ceux qui le seront avec les consommateurs de ce territoire Morbihannais ainsi qu’avec les acteurs qui souhaiteraient soutenir le projet et sa façon d’envisager les rapports économico-sociaux et productifs.
Il s’agit de concevoir des biens de consommation courante, originaux, de qualité, et de trouver des moyens de les produire, localement, dans de petites unités agiles de manufacture, avec des matériaux respectueux de l’environnement, dans un esprit de collaboration transdisciplinaire sur un même territoire. Un questionnement que finalement tout le monde se pose. C’est en se plaçant en tant que consommateur que Vincent Vernet a élaboré un projet qui puisse réunir différents acteurs économiques, depuis la recherche jusqu’à la production; en utilisant des matériaux biosourcés, recyclables ; le tout intégré dans des objets du quotidien qui puissent intéresser un large public, en renouant les liens avec la science et proposant une vision plus positive des possibilités de développement économique et sociétal.
L’aménagement d ‘intérieur et le design, sont des tendances de consommation fortes et bénéficient d’une image attrayante qui en font des thèmes rassembleurs, à grande audience. C’est pourquoi ils ont été choisis comme premières applications.
Vincent Vernet est le designer du concept, de la logique générale et des objets. ComposiTIC et IRMA sont ses premiers soutiens et les développeurs des techniques, ainsi que les fabricants des prototypes. Certains sont déjà produits comme un modèle de tabouret et des abat-jours, mais de nombreux autres sont prêts et attendent des sponsors pour être fabriqués.
Ce n’est pas une démarche si originale. De nombreux studios de design, d’architecture, d’universités et de fablabs en France et en Europe sont déjà impliqués dans ces réflexions. Mais ce qui manque à bien d’entre eux, c’est la capacité à produire des objets fonctionnels qui combinent ces principes. De plus, la synergie avec d’autres acteurs locaux d’expertises complémentaires, est souvent mise de côté dans la phase de développement des concepts, au profit d’une réflexion plus autarcique.
Vincent Vernet a pris comme parti de ne pas destiner ses créations à la fabrication de masse dans une seule usine. Il préfère l’idée que ce soient des petits volumes produits par des manufactures de proximité et commercialisés localement. Cependant cela ne doit pas exclure que des consommateurs à l’autre bout du pays puissent acquérir ces objets. Pour répondre à ces contraintes il fallait trouver un moyen de production avec une forte capacité d’adaptation.
La fabrication numérique s’est tout de suite imposée car c’est la méthode la plus rapide pour transformer un concept modélisé en 3d en objet physique. De plus comme le modèle est dématérialisé sous forme de fichier 3d, il peut être envoyé n’importe où, afin de reproduire l’objet. Ainsi on peut fabriquer la même chose à distance sans passer par les transports pour livrer le produit. Une plus large clientèle peut être satisfaite tout en gardant un modèle local mais réparti géographiquement.
Les machines de fabrication numérique (imprimantes 3d, fraiseuses CNC, découpeuses, laser…) ne nécessitent pas une lourde procédure de re-calibration entre chaque modèle, et peuvent, du jour au lendemain, produire des objets très différents sans avoir besoin de grandes séries pour être rentables. C’est cette agilité qui a été particulièrement utile durant la crise sanitaire, pour produire des visières ou des pièces de respirateurs, par les fablabs et les manufactures de proximité. Cette preuve d’efficacité, qui se serait bien passé de ces circonstances malheureuses, a motivé l’Agence de Cohésion des Territoires à lancer un Appel à Manifestation d’intérêt pour la constitution de plus de Manufactures de proximités le 4 octobre 2021.
L’impression 3d est sans doute une des méthodes de fabrication les plus souples, et permet une variété de formes et de matières importante. On est maintenant est habitués à voir des impressions de petite taille. Mais pour faire du mobilier, par exemple, il faut des imprimantes 3d de grande taille. C’est aussi un avantage pour la rapidité de fabrication, car elles déposent des couches de matière très importantes et vont donc plus vite que les petites imprimantes qui superposent de minuscules filaments.
C’est dans ce domaine que ComposiTIC et IRMA sont reconnus comme un des pôles d’excellence. [Partie rédigée, non retouchée, par Maxime Fournier de ComposiTIC] La technologie de fabrication additive robotisée « Surmoul3d » a été développée à ComposiTIC en 2016 puis est devenue propriété de l’IRMA.
Le procédé permet d’imprimer des pièces grand format par dépose d’un cordon de matière fondue épais et selon des trajectoires définies par l’utilisateur. La machine étant alimentée en granulés et non pas en filament donne accès à une plus large gamme de matériaux à moindre coût et de meilleure qualité. Nous fabriquons des pièces multi-matériaux avec des matières standards ou élaborées sur mesure et programmons les trajectoires de dépose du robot.
L’utilisation de cette machine grandes dimensions requiert de veiller à limiter l’apparition de défauts amplifiés par la taille des cordons. En plus d’améliorer la tête de dépose, nous avons adapté le design et la stratégie de remplissage de nos pièces pour nous affranchir de ces défauts. L’agilité acquise par la proximité entre conception et process nous permet de mettre en place rapidement les bonnes stratégies d’impression en fonction de la géométrie de la pièce à réaliser. ]
De plus ComposiTIC élabore des matériaux innovants biosourcés, recyclables et compostables (sous certaines conditions), spécialement adapté à l’impression 3d.
C’est donc naturellement que Vincent Vernet s’est rapproché de ces institutions implantées sur le même territoire, pour leur proposer une collaboration , lui s’occupant de l’élaboration des concepts et des modèles, et elles de la réalisation des premiers prototypes. Cette collaboration permet au designer de faire la preuve de son concept et aux institutions de diversifier les applications de leurs recherches, de s’adresser à un nouveau public et de communiquer différemment pour recréer du lien et de la confiance dans la capacité de la science à proposer des solutions aux enjeux du quotidien.
En effet la compétence, le savoir, c’est bien la richesse de l’enseignement secondaire et supérieur. Pourtant, pour la partie recherche et développement, les universités, mêmes celles qui disposent de fablab en interne, ont tendance à souffrir d’un déficit de reconnaissance de la part du grand public, qui ne perçoit pas forcément l’intérêt de ces savoir-faire pour la vie quotidienne et s’éloigne de la culture scientifique.
Donc « Pure Line » montre que le design concerne tous les aspects du projet. C’est un design d’usage, portant une réflexion sur les modes de consommation et les attentes sociétales. C’est un design de process, sur les modes de production et d’échanges, un design organisationnel des relations entre acteurs économiques et finalement un design ergonomique, fonctionnel et esthétique.
Ce projet se voudrait initiateur d’une dynamique favorisant les échanges de compétences, l’émergence dune croissance et d’une consommation durable. Il milite pour le développement d’unités de productions locales, simples, agiles et complémentaires de l’industrie de haute technologie, afin de répondre à des besoins hors standards, nécessitant de la créativité, de l’ingéniosité, de la proximité et de la flexibilité.
Ces unités, type manufacture de proximité mini-factories, sont aussi des outils de création d’emploi et d’insertion. Car malgré l’utilisation de technologies numériques les tâches de supervision, d’assemblage, de commercialisation seront toujours assurées par des salarié.e.s, et généralement avec des qualifications plus basses. Si le recours aux robots a souvent été synonyme de perte d’emplois, c’est différent dans ce cas. En effet, ici, il s’agit de re-localiser des activités qui avait disparu du territoire. Les robots permettent au contraire de la création d’activité qui s’accompagne d’emplois directs mais uniquement. Ces manufactures de proximité et cette manière d’aborder la conception et la fabrication de biens, ont pour objectif de dynamiser le tissu économique local en favorisant les collaborations entre entreprises, institutions, professions libérales ; d’assurer un brassage et une transmission des compétences et de générer de nouveaux projets.
Ces manufactures reprennent certains aspects des fablabs pour la partie conception de projets et prototypage, mais disposent de moyens de production supérieurs. Elles s’adressent essentiellement à un public professionnel ayant déjà de bonnes compétences techniques alors que les fablabs font plutôt de l’initiation à ces compétences, à destination du grand public. Les manufactures sont le prolongement des fablabs.
Un autre avantage des manufactures est qu’elles permettent de disposer des services et produits (fournitures, matériaux, sous-traitance, design...) utiles à la production chez un autre acteur économique (PME, industrie...) sans être dans la situation d’attendre que ceux-ci soient disponibles dans un système de production éloigné, complexe et dépendant de logique spéculatives parfois abusives.
Ce modèle s’accompagne de la création de filières d’approvisionnement en matières premières et en énergies renouvelable. L’objectif n’est pas l’auto-suffisance ni le repli sur soi. Les échanges internationaux ont toujours été une source de connaissance, d’inspiration et de prospérité. Et il y a des matières ou des produits que nous ne pouvons pas exploiter ou cultiver sur notre sol. Mais nous devons avoir une marge de manœuvre plus grande et être capables de valoriser et développer notre créativité sans passer par des circuits complexes et nécessitant de fort volumes, qui au contraire empêchent la prise d’initiatives.
Ce projet n’est qu’une fraction minime de ce qui peut être fait mais veut initier une réflexion en y associant le plus grand public possible. Si vous partagez cette vision et que vous disposez des moyens pour qu’elle prospère, les porteurs du projets sont en recherche de telles collaborations.
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