Un élément clé de la fabrication additive a toujours été l’imprimante 3D.

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L’industrie repose sur différentes technologies d’impression, chacune avec ses propres forces et faiblesses, ses capacités et ses limites, et la plupart des applications compatibles.

Dans le dernier rapport IDTechEx « 3D Printing and Additive Manufacturing 2023-2033: Technology and Market Outlook », plus de trente technologies d’impression 3D différentes ont été analysées en fonction de paramètres techniques tels que le taux de construction, la résolution, le prix, etc. pour déterminer leurs performances individuelles par rapport aux autres technologies d’impression. Il est important de noter que les caractéristiques uniques de chaque type de technologie contribuent à l’expansion de l’industrie de l’impression 3D en rendant de nouvelles applications accessibles à la fabrication additive.

Cependant, avec autant d’attention portée aux imprimantes 3D, il est facile de perdre de vue les nombreux autres domaines importants qui rendent l’impression 3D possible, en particulier la fabrication additive industrielle. Pour que l’impression 3D soit utilisée dans des secteurs et des applications à haute valeur ajoutée, tout un écosystème est nécessaire, comprenant les matériaux, les logiciels, le post-traitement, l’assurance qualité, les services, les formations spécialisées et bien plus encore. La maturité de tous les aspects de la FA entraîne son adoption croissante par les utilisateurs finaux.

Dans cet article, IDTechEx présente certains éléments clés de l’écosystème AM et discute des développements dans ces domaines pour voir comment d’autres parties de l’industrie de l’impression 3D évoluent.

Un écosystème 3D. Source : IDTechEx –

Un écosystème 3D. Source : IDTechEx – « Impression 3D et fabrication additive 2023-2033 : perspectives de la technologie et du marché ».

Dans le passé, les pièces imprimées en 3D avaient du mal à rivaliser avec les pièces fabriquées de manière conventionnelle (c’est-à-dire les pièces usinées, les pièces moulées par injection, etc.), en partie en raison de leur qualité, de leurs performances mécaniques et matérielles inférieures. C’est pourquoi les entreprises d’impression 3D (y compris les fournisseurs de matériaux tels que BASF et Arkema) travaillent dur pour combler ces lacunes du point de vue des matériaux. L’une des méthodes les plus populaires pour améliorer les performances est l’utilisation de renforts tels que les fibres de carbone et le verre ; une classe de renforts plus avancée sont les charges de nanocarbone telles que le graphène et les nanotubes de carbone, qui commencent à être intégrées dans les matériaux d’impression 3D commerciaux. Une autre approche consiste à faciliter l’impression de matériaux hautes performances mais difficiles à traiter, tels que les thermoplastiques et les mousses à haute température. Il est important de noter que différentes technologies d’impression nécessitent différentes améliorations matérielles pour optimiser les performances globales. Pour plus d’informations sur l’évolution du marché des matériaux d’impression 3D, consultez le rapport IDTechEx « 3D Printing and Additive Manufacturing 2023-2033: Technology and Market Outlook ».

La finition fait référence à l’étape ou aux étapes qui suivent l’impression 3D pour terminer la fabrication d’une seule pièce. Il s’agit souvent de la dernière ou de l’avant-dernière étape du processus de fabrication additive (la dernière étape peut être l’assurance qualité). Le post-traitement dans la fabrication additive comprend un certain nombre de techniques, dont certaines sont spécifiques à la fabrication additive (par exemple, élimination du support, dépoudrage), tandis que d’autres sont utilisées dans d’autres procédés de fabrication, fabrication (par exemple, traitement de surface, recuit de traitement des métaux). Certaines techniques de post-traitement sont nécessaires après l’impression, tandis que d’autres sont facultatives, mais sont souvent réalisées pour améliorer certains aspects de la pièce imprimée (par exemple, les performances mécaniques, l’apparence, etc.).

L’impression 3D étant de plus en plus utilisée pour les pièces produites en moyennes et grandes quantités, le post-traitement devient de plus en plus important pour s’assurer que les pièces imprimées conviennent à l’application finale. Pour répondre à ce besoin, plusieurs sociétés spécialisées dans le post-traitement AM, telles que DyeMansion, AMT et PostProcess Technologies, produisent des machines de post-traitement capables de gérer des volumes plus importants. Ces machines sont conçues pour traiter un grand nombre de pièces et les automatiser au maximum afin de réduire le temps total de production des pièces imprimées en 3D. La croissance rapide de ces entreprises au cours des cinq dernières années, associée à leurs partenariats croissants avec des fabricants d’imprimantes établis, font du post-traitement un secteur intéressant à surveiller dans le contexte des RH au cours des dix prochaines années.

En tant que technique de fabrication numérique, l’impression 3D comprend un logiciel pour chaque étape du processus de production. Pour accroître la portée de la FA auprès des utilisateurs finaux, le développement de logiciels pour l’impression 3D vise à faciliter l’adoption de la FA par les utilisateurs finaux. Des entreprises telles que Xerox, par exemple, développent des outils logiciels qui conseillent les utilisateurs finaux sur les pièces les plus adaptées à la transition vers l’impression 3D. Ce logiciel vise à simplifier le processus d’adoption en éliminant le besoin de conseils techniques pour déterminer les meilleurs endroits pour la FA dans une entreprise. Pendant la phase de conception, des startups logicielles telles que nTopology et ParaMatters produisent des outils qui permettent de créer facilement des géométries complexes pour l’impression 3D, tandis que d’autres, comme Ansys, développent des logiciels de simulation pour tester les performances des pièces imprimées en 3D avant même qu’elles ne soient produites.

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Après l’impression, le logiciel d’inspection et d’assurance qualité, il compare les scans 3D de la pièce fabriquée avec le modèle 3D d’origine pour détecter les incohérences et les défauts – une étape vitale pour les pièces utilisées dans des industries hautement réglementées telles que l’aérospatiale ou la santé. Tout au long du processus de production, des logiciels de gestion de workflow, tels que ceux proposés par 3YOURMIND, AMFG et AM-Flow, sont nécessaires pour suivre l’état de chaque projet d’impression, de la commande à la livraison finale ; ceci est particulièrement important lorsqu’il s’agit de gros volumes d’impression, ce que de nombreuses entreprises d’impression 3D cherchent à faire.

En d’autres termes : à chaque étape du processus de production d’impression 3D, un logiciel optimisé et facile à apprendre est nécessaire pour accroître l’adoption de la FA. L’ensemble de l’industrie reconnaît ce besoin, notamment de la part des investisseurs : en 2021, environ 125 millions de dollars ont été investis dans les éditeurs de logiciels d’impression 3D. En outre, deux des dix plus importants cycles de financement de la FA en 2021 étaient des sociétés de logiciels – nTopology (65 millions de dollars en série D) et Oqton (40 millions de dollars en série A, avant son acquisition par 3D Systems). IDTechEx s’attend à ce que cette tendance d’investissement se poursuive en 2022, puisque 21 % des fonds privés investis dans des sociétés de FA au premier semestre 2022 l’ont été dans des sociétés de logiciels 3D (plus qu’en 2021).

Des décennies d’application de la même stratégie commerciale par l’industrie ont mis en évidence les difficultés inhérentes à la vente d’imprimantes aux utilisateurs finaux. Le principal obstacle à l’entrée est le budget que les clients doivent consacrer aux imprimantes et aux consommables coûteux, qui se chiffrent en centaines de milliers de dollars ou en centaines de dollars par kilogramme. Dans les cas où l’achat d’une imprimante 3D n’est pas rentable ou difficile à vendre aux clients, les fournisseurs de services jouent un rôle important en permettant l’accès à l’impression 3D sans que les utilisateurs finaux aient besoin de posséder les connaissances techniques ou l’équipement et les matériaux coûteux nécessaires pour faire fonctionner les imprimantes AM. . .

Il convient de noter à cet égard le nombre croissant de prestataires de services qui proposent leur propre technologie d’impression. Plutôt que de vendre des imprimantes avec leur propre technologie comme les fabricants d’imprimantes 3D traditionnels, ils ont adopté une stratégie commerciale différente consistant à conserver leur propre technologie d’impression en interne pour produire des pièces pour les clients. De cette manière, les entreprises qui utilisent leur propre technologie propriétaire, telles que 3DEO, Holo et Bond3D, sont comme des OEM intégrés verticalement. Grâce à ce modèle commercial, ces entreprises évitent bon nombre des obstacles traditionnels à l’introduction de nouvelles technologies d’impression. La croissance générée par ces fournisseurs de services contribue à développer une partie très importante de l’écosystème de l’impression 3D, abaissant les barrières à l’entrée pour les utilisateurs finaux explorant la FA.

Prévisions de marché pour la fabrication additive

Le nouveau rapport IDTechEx « 3D Printing and Additive Manufacturing 2023-2033: Technology and Market Outlook » (3D Printing and Additive Manufacturing 2023-2033: Technology and Market Outlook) segmente soigneusement le marché selon quatre-vingts lignes différentes, aperçu dans dix-sept catégories de technologies différentes, quatre principales catégories de matériel et huit sous-catégories de matériel. Cette prévision matérielle et matérielle analyse les installations futures, le nombre d’unités matérielles, les revenus du matériel, la demande de masse de matériel et les revenus du matériel. En outre, IDTechEx propose des études comparatives technologiques complètes, des recherches et des études de cas sur des domaines d’application critiques, des discussions approfondies sur les domaines de soutien de l’industrie AM et des analyses approfondies du marché et de l’économie. Enfin, IDTechEx analyse attentivement les impacts positifs et négatifs de la pandémie de COVID-19 et les perturbations de la chaîne d’approvisionnement qui en découlent sur le marché de l’impression 3D. Le rapport IDTechEx contient des informations supplémentaires sur ce marché, notamment 125 profils de leaders du marché et de startups basés sur des entretiens, des études comparatives technologiques, une analyse du modèle commercial et des prévisions de marché détaillées sur 10 ans.

Pour plus d’informations sur ce rapport, y compris des exemples de pages de téléchargement, visitez www.IDTechEx.com/3DP. Le portefeuille complet de recherche sur l’impression 3D d’IDTechEx est disponible sur www.IDTechEx.com/Research/3D.