À propos de la fabrication additive (FA)
Dernière mise à jour: 31.1.2020
De nombreux objets, qu'il s'agisse d'articles ménagers ou de pièces de moteur sont produits de l'une des deux façons suivantes. Soit ils sont fabriqués à partir d'un matériau d'un seul bloc, comme par exemple une assiette fabriquée à partir d'un bloc d'argile. Soit ils sont taillés ou façonnés partir d'un bloc de matériau plus grand ou sculptés dans ce dernier, comme lorsque l'on creuse des rainures dans une tige métallique pour fabriquer un boulon.
Une autre approche consiste à déposer une fine couche de matériau, de la poudre ou du gel par exemple, puis à ajouter une autre couche puis encore une autre et ainsi de suite. Ce processus additif a donné son nom à la "fabrication additive" (FA), plus communément appelée impression 3D. Une autre étape qui consiste à durcir toute la couche ou une partie de cette dernière est nécessaire entre le dépôt de chaque couche. En modifiant les dimensions de chaque couche, il est possible de fabriquer des objets d'une complexité extraordinaire selon un procédé de fabrication qu'aucun autre n'est parvenu à égaler.
La FA pourrait révolutionner notre mode de vie, nous permettant de fabriquer les produits quotidiens les plus élémentaires allant du peigne aux ustensiles de cuisine, que nous pourrions imprimer voire même réparer à domicile avec une imprimante 3D.
Faites la connaissance de Charles W. Hull
Charles "Chuck" Hull travaillait avec des rayons ultraviolets en vue de durcir des revêtements de surface lorsqu'en 1983, il eut l'idée d'avoir recours à de la résine epoxy, déjà utilisée mais uniquement pour des revêtements, en la superposant en fines couches et en leur donnant forme aux moyens d'ultraviolets : l'impression 3D électrolytique était née. Aujourd'hui, toutes les imprimantes 3D reposent sur ce procédé. En 2014, Charles W. Hull a obtenu le Prix de l'inventeur européen dans la catégorie "Pays non européen".
Durabilité
La fabrication additive va créer une rupture dans les pratiques établies et bouleverser les hypothèses traditionnelles relatives à la production en masse dans des usines éloignées géographiquement. La fabrication locale de petites quantités ou même d'objets individuels à proximité de l'utilisateur final va devenir une réalité.
Les avantages environnementaux sont évidents. Le transport et l'emballage de produits finis seront réduits tout comme le stockage d'articles n'ayant pas encore été achetés. Et surtout, l'impression 3D rend possible une production à la demande à l'endroit souhaité et au moment voulu ; elle génère un minimum de déchets et elle est peu polluante. L'impression 3D va également contribuer à promouvoir une "culture de la réparation", en permettant au consommateur d'imprimer de pièces détachées pour des articles et des équipements ménagers au lieu de jeter ces derniers.
PI et FA
La fabrication additive est un exemple extraordinaire de la façon dont les différents droits de PI peuvent se chevaucher. Un objet imprimé en 3D tel une statuette ou un vase est essentiellement esthétique et donc protégé par le droit d'auteur ; le même objet ou son décor pourrait être enregistré pour protéger son dessin ou modèle. D'autres produits comme les outils ou les composants ayant des caractéristiques fonctionnelles devraient pouvoir bénéficier de la protection par brevet de leurs aspects techniques nouveaux et inventifs. Mais les brevets peuvent également protéger à la fois les machines qui exécutent la fabrication additive et les processus que ces "imprimantes" mettent en œuvre. En outre, les imprimantes exécutent des instructions contenues dans des fichiers numériques qui sont aussi protégées par un droit d'auteur.
À l'avenir, la production d'une large gamme d'articles décoratifs et fonctionnels sera entre les mains du grand public. Cette démocratisation de la production créera non seulement une rupture des modèles d'approvisionnement et de distribution mais aura également un effet sur les droits de propriété intellectuelle. Les concepteurs de nouveaux produits seront en mesure d'accorder des licences de modèle directement au consommateur qui pourra ensuite imprimer l'objet localement. De la même façon que les nouvelles plateformes de streaming de vidéos et de musique ont entraîné un essor de créativité et une expansion de nouvelles opportunités commerciales, le partage de fichiers de dessins ou modèles d'impression 3D dans le monde entier va créer de nouveaux modèles commerciaux. En même temps, les législateurs devront garantir que les régimes de PI s'adaptent pour garantir une protection et une rémunération juste pour les concepteurs.
- Comment l'OEB répond face à ces défis
-
Les demandes de brevets déposées auprès de l'Office européen des brevets (OEB) pour des technologies de FA ont connu une croissance spectaculaire et impliquent une grande diversité d'innovations dans le domaine des machines, des matériaux et des processus. Ces 20 dernières années, le volume de ce type de demandes de brevets n'a cessé d'augmenter, surtout depuis 2013.
La diffusion des technologies de FA dans de nombreux secteurs de l'industrie, notamment grâce à leur flexibilité et leurs coûts compétitifs entre autres avantages, a aussi influencé de nombreux domaines techniques, dont la santé, l'automobile, l'aérospatiale, la construction, les outils industriels, les chaussures et la transformation des aliments. L'OEB a anticipé et géré les défis posés de façon à aider les chercheurs et les inventeurs à suivre les évolutions de ces nouvelles technologies.
Les examinateurs de l'OEB et de l'Office des brevets et des marques des États-Unis ont mis à jour leur système global de classification des brevets afin de créer une marque d'indexation pour les nouvelles technologies de FA. En classant dans ce système les demandes de brevets dans le domaine de la FA par ex. sous B22F3, B29C64 et/ou B33Y, les examinateurs peuvent décider des revendications qui sont vraiment nouvelles et qui méritent donc d'être brevetées. Tous les examinateurs de l'OEB suivent des recommandations détaillées qui tiennent compte de la jurisprudence la plus récente et qui garantissent l'adoption d'une approche harmonisée de la brevetabilité de la FA pendant les procédures de délivrance et d'opposition.
Le caractère interdisciplinaire de cette technologie requiert également davantage de coopération entre les examinateurs. Les divisions d'examen et d'opposition sont composées de trois examinateurs, ce qui leur permet d'avoir une approche holistique de chaque demande.
- La FA et les revendications de produit caractérisé par son procédé d'obtention
-
La brevetabilité de revendications de produit caractérisé par son procédé d'obtention est une problématique récurrente des demandes de brevet dans le domaine de la fabrication additive. En la matière, la pratique des examinateurs de l'OEB est clairement définie dans les Directives CBE F-IV, 4.12. Un produit obtenu par un procédé de FA peut être breveté si
- le produit est nouveau et implique une activité inventive,et
- s'il ne peut pas être défini autrement que par son procédé d'obtention.
Ce n'est pas parce qu'un produit est obtenu au moyen d'un nouveau procédé qu'il est nouveau et qu'il implique une activité inventive. C'est la raison pour laquelle il est essentiel de déterminer si le produit caractérisé par son procédé d'obtention est différent de produits existants obtenus au moyen d'autres technologies. Si c'est le cas, il faut toujours vérifier si le nouveau produit implique une activité inventive.
- Revendications relatives à des inventions mises en œuvre par ordinateur
-
Étant donné que le processus de fabrication additive est entièrement fondé sur un fichier numérique, l'innovation en matière de FA implique souvent des inventions mises en œuvre par ordinateur. La pratique de l'OEB dans ce domaine est décrite dans les sections des Directives CBE dédiées (voir par exemple F-IV, 3.9 sur la formulation des revendications relatives à des programmes d'ordinateur ; pour des informations plus générales voir également l'Index des inventions mises en œuvre par ordinateur). Lorsque ces revendications concernent la mise en œuvre de méthodes de fabrication additive spécifiques, des outils techniques spécifiques doivent habituellement être présentés comme étant des éléments essentiels dans la définition de l'invention (voir notamment F-IV, 3.9.2). Cela permet également de remplir les exigences en matière de clarté définies à l'article 84 CBE.
La FA et les normes
La FA est à l'origine d'un changement de paradigme de la fabrication, elle déplace la frontière entre fabricants et clients finaux. Un produit peut désormais être fabriqué partout à tout moment. Un implant osseux conçu à l'origine par une entreprise située aux États-Unis par exemple peut être fabriqué dix ans plus tard par une équipe de chirurgiens dans le cadre d'une intervention chirurgicale en Allemagne, à Taïwan ou en Afrique du Sud en utilisant des outils de fabrication additive et des matériaux différents de ceux envisagés à l'origine.
Cela nécessite d'établir des normes industrielles internationales fiables afin de garantir une communication fluide et multiplateforme des formats de données, des programmes et des outils de conception ainsi que la qualité des matériaux bruts et des produits finaux.
À compter de 2020, huit normes ISO/ASTM (en vigueur ou en cours d'élaboration) ont été reconnues en tant que normes européennes (EN) :
- ISO/ASTM 52900:2015 Fabrication additive - Principes généraux - Terminologie
- ISO/ASTM 52901:2017 Fabrication additive - Principes généraux - Exigences pour l'achat de pièces
- ISO/ASTM 52902:2019 Fabrication additive - Pièces types d'essai - Évaluation de la capacité géométrique des systèmes de fabrication additive
- ISO/ASTM 52910:2018 Fabrication additive - Conception - Exigences, lignes directrices et recommandations
- ISO/ASTM 52915:2016 Spécification normalisée pour le format de fichier pour la fabrication additive (AMF) Version 1.2
- ISO/ASTM 52921:2013 Terminologie normalisée pour la fabrication additive - Systèmes de coordonnées et méthodes d'essai
- ISO/ASTM 52904:2019 Fabrication additive - Caractéristiques et performances du procédé - Pratique du procédé de fusion sur lit de poudre métallique en vue de répondre aux applications critiques
- ISO/ASTM 52911-1:2019 Fabrication additive - Conception - Partie 1: Fusion laser sur lit de poudre métallique