Obsolescence

L’impression 3D pour lutter contre l’obsolescence des machines

Lorsqu’une machine tombe en panne, le problème n’est pas toujours lié à une défaillance importante. Il arrive qu’un équipement parfaitement fonctionnel soit immobilisé simplement parce qu’une petite pièce mécanique est usée et qu’il n’est plus possible de la trouver en pièce détachée.

C’est exactement le type de situation que nous avons rencontré avec cette broyeuse de papier. Après plusieurs années d’utilisation, certains de ses pignons étaient suffisamment usés pour empêcher le mécanisme de fonctionner correctement. Le remplacement semblait pourtant évident : il suffisait, en théorie, de changer les engrenages concernés. En pratique, retrouver ces pièces s’est avéré beaucoup plus compliqué.

Avec le temps, les fabricants arrêtent certaines références, les machines évoluent et les pièces détachées disparaissent des catalogues. Une machine qui fonctionne encore très bien peut alors devenir difficile, voire impossible, à réparer simplement parce qu’un petit composant n’est plus disponible.

C’est dans ce contexte que l’impression 3D peut apporter une solution intéressante.

Pour cette broyeuse de papier, les pignons usagés constituaient le point de départ du travail. Ils avaient déjà subi les contraintes liées à leur utilisation et leur usure permettait également de comprendre les zones qui avaient le plus travaillé. Avant de pouvoir imprimer de nouveaux engrenages, il fallait donc relever leur géométrie et retrouver les dimensions nécessaires à leur fonctionnement.

La modélisation d’un pignon demande un peu plus d’attention qu’une simple pièce de forme. Les dents doivent être correctement positionnées les unes par rapport aux autres et l’engrenage doit pouvoir fonctionner avec les pièces avec lesquelles il est en contact. Le diamètre, l’épaisseur, l’alésage central et la géométrie des dents doivent être cohérents avec le mécanisme existant.

L’objectif n’était pas de modifier le fonctionnement de la broyeuse, mais de retrouver une pièce capable de reprendre la place de l’élément usagé.

Une fois le modèle numérique réalisé, nous avons préparé l’impression des nouveaux pignons. Là encore, l’impression 3D permet de travailler à une échelle qui correspond bien à ce type de besoin. Il n’était pas question de produire des centaines de pièces, mais simplement quelques exemplaires nécessaires à la réparation de la machine.

Le premier exemplaire imprimé a permis de vérifier les dimensions et son intégration dans le mécanisme. Dans ce type de réparation, cette étape est importante : une pièce peut sembler parfaitement correcte sur l’écran et révéler une différence une fois montée dans la machine.

Le modèle numérique peut alors être ajusté si nécessaire avant de produire les exemplaires définitifs.

Une fois les pignons remplacés, la broyeuse a pu retrouver son fonctionnement. Une machine qui aurait pu finir au rebut à cause de quelques pièces d’usure pouvait ainsi continuer à être utilisée.

C’est probablement l’aspect le plus intéressant de cette réalisation. L’impression 3D n’a pas servi ici à fabriquer une machine complète ni à remplacer un procédé industriel traditionnel. Elle a simplement permis de fabriquer une pièce qui n’était plus disponible et qui était pourtant indispensable au fonctionnement de l’ensemble.

Cette approche prend tout son sens lorsqu’on parle d’obsolescence des machines. Lorsqu’un fabricant arrête de fournir les pièces détachées, la durée de vie réelle d’une machine peut être fortement réduite. Une panne relativement mineure peut alors devenir économiquement difficile à résoudre.

La reproduction d’une pièce en impression 3D permet parfois de contourner ce problème, notamment lorsque les quantités nécessaires sont faibles. Il n’est pas nécessaire de lancer une fabrication industrielle pour quelques pignons. Le modèle est créé une fois, puis les pièces peuvent être imprimées au nombre réellement nécessaire.

Le fichier numérique apporte également une autre possibilité : conserver une trace de la pièce pour l’avenir. Si les pignons viennent à nouveau à s’user après plusieurs années, il n’est plus nécessaire de retrouver la référence d’origine ou de rechercher une pièce devenue rare. Le modèle peut être réutilisé pour fabriquer de nouveaux exemplaires.

C’est une manière différente d’envisager la réparation. Au lieu de considérer automatiquement une machine ancienne comme irréparable dès qu’une pièce n’est plus disponible, on peut parfois chercher à reconstruire uniquement l’élément qui pose problème.

Bien entendu, toutes les pièces mécaniques ne peuvent pas être remplacées de cette manière. La conception, le matériau, les efforts exercés sur la pièce, la vitesse de fonctionnement et les conditions d’utilisation doivent être pris en compte. Pour un engrenage, ces paramètres sont particulièrement importants. Une pièce imprimée doit donc être adaptée à l’usage auquel elle est destinée et son comportement doit être vérifié dans son environnement réel.

Dans le cas de cette broyeuse de papier, la démarche était avant tout celle d’une réparation ciblée : identifier les éléments responsables de la panne, retrouver leur géométrie, les reproduire et vérifier leur fonctionnement une fois remontés.

Cette réalisation montre aussi que la lutte contre l’obsolescence ne passe pas forcément par des solutions complexes. Parfois, quelques pièces suffisent pour prolonger considérablement la durée d’utilisation d’une machine.

Une broyeuse de papier destinée à être remplacée parce que ses pignons étaient usés a ainsi pu retrouver une seconde vie grâce à quelques pièces reproduites en impression 3D. C’est exactement le genre de réparation que nous apprécions chez OBJET MAKER : partir d’un équipement existant, comprendre ce qui ne fonctionne plus, reproduire uniquement ce qui est nécessaire et éviter, lorsque cela est possible, de remplacer une machine entière pour quelques pièces devenues introuvables.