Innovations dans la fabrication - Les principales tendances pour 2024

Les tensions géopolitiques, les perturbations persistantes de la chaîne d'approvisionnement, l'augmentation des coûts, les nouvelles exigences en matière de main-d'œuvre et les objectifs de durabilité ont créé l'an dernier un sentiment d'urgence et de nécessité d'innover dans la fabrication et continueront donc à jouer un rôle central dans les développements futurs en 2024. Parallèlement, les nouvelles technologies et méthodes de fabrication auront une influence décisive sur les tendances de 2024, comme le montrent les prévisions de Protolabs.

Réaliser de nouveaux objectifs grâce à l'IA et aux usines intelligentes

Selon Protolabs, en 2024, la transition vers des usines intelligentes se fera avec une plus grande intégration de l'IA, de la 5G, de l'Internet des objets (IoT), de l'analyse des données et du cloud computing. Cela devrait notamment apporter de nombreux avantages tels que la réduction des coûts, mais aussi l'amélioration de la qualité des produits, de la sécurité et de la durabilité.

Alors que 2023 a été une année record pour la mise en œuvre des imprimantes 3D et de la fabrication additive dans l'industrie, l'année prochaine, l'efficacité, la vitesse et les cas d'application concrets de l'IA, qui sont de plus en plus nombreux, donneront une impulsion supplémentaire à la fabrication additive. "Traditionnellement, la fabrication additive était surtout utilisée pour la production de prototypes", explique Björn Klaas, vice-président et directeur général de Protolabs Europe. "Mais ce que nous observons actuellement, c'est que de plus en plus d'entreprises font également fabriquer des composants réguliers qui seront finalement intégrés dans le produit fini. L'impression 3D métallique et les procédés d'impression de plus en plus modernes jouent un rôle particulier à cet égard - mais aussi, justement, l'application de l'IA, qui va continuer à faire progresser cette évolution".

Des entreprises décentralisées pour surmonter les difficultés de la chaîne d'approvisionnement

Une autre prévision de Protolabs et de Björn Klaas pour l'année à venir est que l'industrie se concentrera davantage sur les entreprises décentralisées. La fabrication de produits aussi près que possible de leur lieu d'utilisation présente de nombreux avantages, notamment celui d'éviter de longues distances de transport pour les pièces et les produits. Les entreprises sont ainsi aidées à surmonter les incertitudes liées à la chaîne d'approvisionnement.

"Comme la disponibilité variable des ressources, la spécialisation dans des processus de fabrication individuels et les chaînes d'approvisionnement existantes ne permettent pas toujours de coopérer avec des installations ou des fournisseurs locaux, cette prévision semble à première vue contre-intuitive", explique Björn Klaas. "Pourtant, une coopération plus étroite avec des partenaires locaux permet aux entreprises d'être plus flexibles et de réagir plus rapidement aux besoins changeants des clients et aux tendances du marché. Les fabricants adopteront donc de plus en plus une approche hybride en 2024, en utilisant à la fois une usine centrale et un réseau d'installations locales, selon leurs besoins".

Cette tendance est étayée par le rapport 2023 The Balancing Act de Protolabs, dans lequel environ 55 pour cent des fabricants ont déclaré envisager des alternatives telles que le "Friendly Shoring". Il s'agit de la délocalisation de la chaîne d'approvisionnement et de la production vers des pays qui ont des valeurs et une culture similaires à celles de leur propre pays.

Côte à côte avec les cobots - l'avenir de la main-d'œuvre ?

S'il ne fait aucun doute que l'IA et d'autres technologies telles que les cobots modifient la manière dont le travail est compris et vécu, l'étude de Protolabs révèle également que les personnes interrogées considèrent la créativité humaine comme un élément essentiel de la force d'innovation. Plus de la moitié des personnes interrogées (56%) pensent que les cobots augmenteront la productivité des employés, et 57% affirment qu'ils favoriseront une meilleure génération d'idées. Alors que les cobots se chargent des tâches répétitives et difficiles, les employés peuvent en conséquence se concentrer sur des aspects plus créatifs de leur travail.

"La pénurie de main-d'œuvre qualifiée, qui ne cesse de s'aggraver, montre clairement que les collaborateurs restent d'une importance capitale pour les entreprises", explique Björn Klaas. "Les entreprises doivent s'adapter pour attirer et conserver les talents. Outre une concentration accrue sur un soutien renforcé par des cobots et la robotique dans les ateliers d'usine, d'autres révolutions modernes au sein du monde du travail sont également des approches permettant de concevoir ici la production du futur".

Nouveaux matériaux - 3D à 4D

La robotique douce et les nouveaux matériaux auront le plus grand impact sur le développement de la fabrication au cours des cinq prochaines années, comme le montre le rapport 2023 sur la fabrication robotisée de Protolabs. La robotique douce, par exemple les pinces qui permettent aux robots d'effectuer davantage de tâches logistiques, devrait connaître un taux de croissance annuel de 35,1 % entre 2022 et 2027, les secteurs biomédical, alimentaire et agricole étant les principaux bénéficiaires. Il ne faut pas oublier que l'utilisation de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies nécessitera des itérations supplémentaires pour les tester et les affiner, de sorte que la fabrication numérique est un élément clé pour accélérer ce cycle de développement.

De nouveaux matériaux seront également utilisés dans des systèmes de changement de forme, également connus sous le nom d'impression 4D. Grâce à l'utilisation de matériaux réactifs qui réagissent à des influences extérieures telles que la chaleur, la lumière, l'humidité, le courant électrique ou la pression, les objets imprimés en 4D peuvent changer de forme ou de propriétés. "Aujourd'hui déjà, de nombreux exemples issus de la recherche - mais aussi des domaines d'application réels - montrent à quel point cette technologie est révolutionnaire", explique Björn Klaas, vice-président et directeur général de Protolabs Europe. "Le fait que les applications correspondantes gagneront en importance en 2024 est en conséquence une tendance à laquelle il faut s'attendre !" Voici quelques exemples de développement de ces systèmes :

• Aéronautique : ailes de drones imprimées en 4D qui peuvent se courber jusqu'à 20 degrés en réponse à des stimuli, ce qui améliore considérablement l'efficacité.
• Technologie médicale : Des implants qui s'adaptent au corps d'un patient au fil du temps
• Des textiles intelligents qui adaptent leur respirabilité à l'humidité de l'air
• Composants d'un système sanitaire qui se dilatent ou se contractent en réponse à des variations de température.

La durabilité, moteur de l'innovation

"La durabilité reste une priorité absolue dans le secteur de la fabrication, tant pour les processus des entreprises que pour les produits qu'elles fabriquent", explique Björn Klaas. "Des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile et l'énergie ont des objectifs légaux à atteindre, tels que la consommation nette zéro d'ici 2050, de sorte qu'une grande partie de leur développement de produits se concentre sur la réduction du carbone et l'intégration de technologies à haut rendement". La propre étude de Protolab auprès de 450 cadres de l'industrie manufacturière montre que la durabilité est un moteur important de l'innovation et une raison majeure pour les fabricants de développer de nouveaux produits. La fabrication numérique joue un rôle important à cet égard, car elle permet une production localisée et entraîne une réduction des déchets.

"En conséquence - et on ne le soulignera jamais assez - la durabilité est l'un des thèmes les plus importants pour l'industrie en 2024 et dans les années à venir". conclut Björn Klaas.

Source : www.protolabs.com