Impression 3D en 2018 :7 tendances qui ont façonné l'industrie

2018 a été une année de croissance et de maturité pour l'industrie de la fabrication additive.

Le battage médiatique des années précédentes, où l'impression 3D grand public devait conduire à des imprimantes 3D dans chaque foyer, a fait place à une vague de désillusion lorsque cela s'est avéré ne pas être le cas.

Depuis lors, nous avons vu l'industrie s'éloigner de ce battage médiatique et se concentrer sur la valeur de la fabrication additive en tant que solution industrielle.

Bien qu'elle représente encore un pourcentage relativement faible de l'industrie manufacturière de 12 000 milliards de dollars, la fabrication additive s'est clairement imposée comme une technologie pouvant permettre la transformation numérique dans tous les secteurs.

Dans cet article, nous examinons 7 tendances clés qui ont contribué à façonner l'industrie de la fabrication additive en 2018.

La fabrication additive n°1 continue de mûrir

AM est une solution industrielle

Les progrès réalisés par la fabrication additive dans le domaine des applications industrielles témoignent d'une maturité croissante au sein de l'industrie.

Surtout, ces développements n'ont, pour la plupart, pas été immédiatement visibles ou conçus pour remplacer la fabrication traditionnelle. Ils reflètent plutôt des progrès graduels et incrémentiels, au fur et à mesure que les nuances de la technologie sont découvertes.

Cette transition a été particulièrement soulignée lors du salon Formnext en novembre, le plus grand événement de fabrication de pointe de l'industrie. Depuis sa création, Formnext a été un indicateur clé des tendances plus larges de l'industrie.

La FA pour la production était un sujet de discussion clé lors du salon de cette année, les fabricants démontrant les applications industrielles de leurs systèmes, matériaux et logiciels. Mais comme beaucoup l'ont souligné, la façon dont nous pensons à l'additif a changé. Formnext a démontré qu'il s'agit de moins en moins de la « révolution » de l'impression 3D et davantage des applications qui peuvent bénéficier de la technologie.

De plus, l'éventail des présentations industrielles, couplé au fait que Formnext continue de croître chaque année — 2018 a vu une augmentation de 25 % du nombre de visiteurs par rapport à 2017 — illustre davantage comment la fabrication additive est devenue un élément clé partie du paysage manufacturier.

Le besoin de standardisation

L'attention croissante portée à la normalisation cette année est un autre signe de la maturité croissante de l'industrie.

La nécessité de combler le fossé en matière de standardisation des processus, des systèmes - et même de la terminologie - s'est imposée de plus en plus, en ligne avec l'accent croissant mis sur la fabrication additive pour la production.

Comme le cofondateur de Nano Dimension, Simon Fried le souligne :

« Pour bien mûrir en tant qu'industrie, vous devez avoir des normes auxquelles tout le monde adhère. Vous devez disposer de processus, tels que des moyens de tracer les produits et d'assurer la protection IP des fichiers. Donc [à l'avenir] ce sera moins de paillettes et de glamour et plus de détails sur la façon de déployer efficacement ces technologies.

L'année 2018 a vu des jalons clés atteints dans ce domaine, notamment :

• La publication de la deuxième version de la feuille de route de normalisation pour la fabrication additive en juin ;
• Le lancement du Centre d'excellence de fabrication additive en juillet, dans le but d'identifier les principales lacunes en matière de normalisation ;
• Et en novembre, des experts d'instituts de recherche, d'organisations d'élaboration de normes et de responsables gouvernementaux se sont réunis à Formnext pour organiser le premier forum transatlantique sur les normes AM.

Comparée à la fabrication traditionnelle, qui a mis des siècles à développer des processus et des méthodes de production standardisés, la fabrication additive n'en est qu'à ses débuts. Mais les signes de maturité que l'industrie a montrés cette année indiquent une progression régulière, quoique progressive, vers la production.

#2 Collaboration accrue

Cette année a mis en évidence l'importance des partenariats et de la collaboration pour faire progresser la fabrication additive.  

La création de joint-ventures et de comités et la création de consortiums et de partenariats stratégiques ont été révélateurs d'acteurs qui conjuguent leurs efforts pour conduire l'industrialisation de la fabrication additive.

Ultimaker, par exemple, s'est associé à des fabricants mondiaux de produits chimiques pour élargir son portefeuille de matériaux. "Ce que la plupart des gens pensent d'une imprimante 3D - surtout s'ils vont commencer à les utiliser pour la production - c'est que leur prototype soit aussi proche que possible de la partie finale réelle", explique le président d'Ultimaker pour l'Amérique du Nord, John Kawola dans un récent entretien avec AMFG.

« Donc, si les matériaux peuvent correspondre et être les mêmes types de produits chimiques ou de résines, il n'y a pas seulement un facteur de bien-être, mais aussi une valeur d'ingénierie, de certification et de classification. »

De même, HP, qui a lancé cette année son système Metal Jet, s'est associé à des fabricants de premier plan (comme GKN et Parmatech) pour proposer à ses clients ses services d'impression 3D métal. « Bien que [HP] soit peut-être la meilleure société d'impression au monde, nous avons décidé de nous associer à ceux qui possèdent une expertise dans la production de pièces métalliques pour l'industrie », déclare Tim Weber, responsable mondial de HP Metal Jet.

Partenariats sont également importants pour les équipementiers. Dans l'aérospatiale, par exemple, Etihad Airways Engineering (fournisseur de services MRO) a annoncé son partenariat avec EOS plus tôt cette année. Le partenariat se concentre sur la production de pièces d'avion imprimées en 3D et vise à qualifier le processus de production et les matériaux pour répondre aux normes de l'aviation.

Le partenariat et d'autres ne sont qu'un autre exemple de collaboration entre les équipementiers et les fabricants de systèmes. accélérer les développements au sein de secteurs verticaux spécifiques.

Mais il n'y a pas que des accords commerciaux qui ont été signés.

Au niveau gouvernemental, l'importance de la FA au sein de la fabrication est de plus en plus reconnue.

Ce mois-ci, le CECIMO, l'association européenne représentant les industries de la machine-outil, a créé un comité de fabrication additive pour fournir aux entreprises de fabrication additive une plate-forme pour discuter de la politique de l'UE affectant l'industrie.

Avec l'expertise de plus de 350 organisations, le comité se concentre sur les questions relatives au développement de la main-d'œuvre, au cadre réglementaire et aux statistiques liées à la FA. Ce sont des sujets importants à aborder si AM veut continuer sur sa trajectoire de croissance industrielle.

#3 Une autre année réussie pour l'impression 3D métal

L'impression 3D métal a fait l'objet de beaucoup d'attention ces dernières années, et 2018 n'a pas fait exception.

Au début de l'année, l'examen technologique annuel du MIT incluait l'impression 3D métallique parmi les 10 meilleures technologies révolutionnaires de 2018, notant que la technologie « devient assez bon marché et assez facile pour être potentiellement pratique façon de fabriquer des pièces. »

Mais où l'impression 3D métal a-t-elle connu une croissance ?

Croissance des technologies métalliques
Pour DMLS, il y a eu une augmentation des applications de 8% en 2017 à 21% en 2018, selon le rapport annuel State of 3D Printing de Sculpteo.

Les technologies de fusion sur lit de poudre ont gagné du terrain, offrant une solution efficace pour les applications haut de gamme à faible volume dans les industries aérospatiale et médicale.

2018 a également vu le Metal Binder Jetting passer au premier plan, ciblant un plus large éventail de cas d'utilisation dans l'automobile et les biens industriels. La nature évolutive et la vitesse du processus de projection de liant métallique le rendent attrayant pour ceux qui cherchent à intégrer l'impression 3D dans les flux de production existants.

Nouveaux acteurs

Peut-être attirés par le potentiel de l'impression 3D, plusieurs nouveaux acteurs sont également entrés sur le marché cette année. Le plus grand exemple est peut-être HP, qui a lancé son nouveau système Metal Jet en septembre. Le système, basé sur la technologie HP Binder Jetting, a été développé dès le départ en mettant l'accent sur la production de masse.

Metal AM a parcouru un long chemin… mais il reste encore beaucoup à faire
Certes, des défis clés restent encore à relever pour les industriels en matière d'impression 3D métal. Il s'agit notamment des problèmes de vitesse d'impression, de qualité des pièces et de répétabilité du processus. Digital Alloys, qui a clôturé son financement de série B à l'été 2018, a développé son impression 3D métal Joule pour résoudre ces problèmes. L'entreprise a obtenu cette année ses deux premiers brevets pour cette technologie.

S'adressant à AMFG, Duncan McCallum, PDG de Digital Alloys, explique :« Il n'y a tout simplement pas beaucoup de bonnes options aujourd'hui si vous souhaitez utiliser l'impression 3D [métal] pour la production. En effet, les systèmes sont trop lents, les coûts de production sont trop élevés et les processus sont trop complexes. Il est donc difficile d'obtenir des pièces métalliques de haute qualité. poursuivre le développement de l'impression 3D métal.

#4 Croissance continue des matériaux

2018 a été une année importante pour l'innovation et la croissance des matériaux. Alors que l'impression 3D évolue pour englober la production, l'industrie a été amenée à fournir une plus grande gamme de matériaux de qualité technique et hautes performances, en plus de matériaux de prototypage de meilleure qualité.

En 2018, les plastiques et les polymères continuent de se tailler la part du lion sur le marché des matériaux d'impression 3D. Cette proportion est passée à près de 5,5 milliards de dollars en 2018 contre 1 milliard de dollars en 2017, selon un rapport de SmarTech.

Cela n'est peut-être pas une surprise étant donné que 2018 a vu un certain nombre de grandes entreprises chimiques entrer dans l'industrie ainsi que des acteurs existants dévoilant des solutions matérielles plus larges.

Par exemple, Mitsubishi Chemical a fait son entrée sur le marché des matériaux d'impression 3D polymères plus tôt cette année après avoir acquis Dutch Filaments, un fabricant et fournisseur de filaments d'impression 3D polymères.

Le L'expansion du géant de la chimie dans l'impression 3D est également un autre exemple d'entreprises mondiales reconnaissant les opportunités commerciales importantes qui se présentent au sein de l'industrie.

Du côté des métaux, les revenus des poudres métalliques auraient atteint 300 millions de dollars en 2018.

Fait intéressant, l'essor du jet de liant métallique en 2018 a permis aux entreprises de réduire les coûts. de matériaux métalliques en utilisant des poudres de moulage par injection de métal (MIM) relativement moins chères. Ces poudres pourraient aussi potentiellement ouvrir la porte à une gamme beaucoup plus large de matériaux déjà bien étudiés.

En ce qui concerne les matériaux, 2018 a vu un regain d'intérêt pour la diversification de la gamme de matériaux imprimables en 3D, des entreprises nouvelles et établies investissant des ressources dans la mise sur le marché de nouveaux matériaux. À l'avenir, cela contribuera à faciliter une gamme encore plus large d'applications d'impression 3D, en plus de réduire les coûts des matériaux.

Logiciel n°5 :une clé du succès

En tant que l'un des trois piliers de la fabrication additive, le logiciel est l'un des éléments cruciaux pour accélérer la croissance de la fabrication additive.

Bien que généralement négligé par rapport aux développements de matériel et de matériaux, les 12 derniers mois ont vu une augmentation significative de l'activité, des investissements et des initiatives de développement pour les logiciels.

Croissance des logiciels de simulation
Des étapes clés ont été franchies dans le domaine des solutions logicielles d'assurance qualité, telles que les logiciels de simulation de processus et de surveillance in situ.

Les logiciels de simulation ont gagné en popularité tout au long de l'année. , avec de grands noms comme Siemens et Materialise qui lancent de nouvelles solutions de simulation logicielle ou étendent des solutions existantes.

La croissance des logiciels de simulation peut généralement être attribuée au fait que l'impression 3D, en particulier avec les métaux, est entrée dans le domaine de la production. Cela nécessite une plus grande répétabilité et cohérence du processus.

En utilisant un logiciel de simulation, les concepteurs et les ingénieurs peuvent obtenir des informations précieuses sur le processus d'impression afin de réduire ou d'éliminer les défaillances potentielles avant qu'elles ne surviennent.

Le besoin d'automatisation du workflow
Un autre élément de plus en plus reconnu est le besoin d'un logiciel de workflow pour automatiser, gérer et créer un processus de fabrication additive évolutif. AMFG a annoncé plusieurs partenariats avec des entreprises choisissant d'adopter un logiciel de workflow pour numériser et rationaliser les processus manuels.

Du côté de la sécurité, des acteurs clés comme LEO Lane ont émergé alors que le besoin de solutions de sécurité et de protection IP devient plus aigu. .

#6 Un nouveau focus sur le post-traitement

Un autre élément historiquement négligé du processus de fabrication additive a été l'étape de post-traitement. Partie longue et laborieuse du processus de FA, le post-traitement a eu tendance à passer inaperçu.

L'essor des solutions de post-traitement automatisées
Il n'est donc pas surprenant que le post-traitement ait été identifié comme une étape qui a le plus besoin de développement pour permettre la production de masse.

Cependant, 2018 a vu plusieurs étapes pour changer cela, avec le développement de solutions de post-traitement hautement automatisées.

En ce qui concerne le matériel, certaines des innovations intéressantes proviennent de PostProcess Technologies. La société basée aux États-Unis propose des solutions de post-traitement qui automatisent les étapes d'enlèvement de support et de finition de surface pour les pièces en plastique et en métal.

« À mesure que chacun de nos clients fait évoluer ses opérations de FA, il constate de plus en plus un goulot d'étranglement dans ce que nous appelons la troisième étape du processus additif :la post-impression. Avec nos solutions, ils sont capables d'automatiser ce processus et de supprimer ce goulot d'étranglement. ” PDG de PostProcess Technologies, Jeff Mize

Fait intéressant, Post Process a annoncé son partenariat avec le fabricant allemand Rosler pour apporter ses solutions sur le marché européen.

Gestion numérique du post-traitement
Côté logiciel, la gestion des opérations de post-traitement retient également l'attention, avec l'émergence de solutions avancées de gestion de post-production.

De telles solutions permettent aux utilisateurs d'AM de connecter la planification de post-production au reste de leurs flux de travail AM pour créer une opération de production transparente et évolutive.

#7 Une technologie pour les usines intelligentes

Enfin, 2018 a établi que l'impression 3D jouera un rôle essentiel dans la création d'usines numériques intelligentes à l'avenir.

Les usines intelligentes reposent sur la connectivité, la numérisation et les technologies avancées pour permettre une fabrication plus flexible et plus agile.

En tant que technologie numérique et sans outil, la fabrication additive s'intègre parfaitement dans cette vision. 2018 a fait allusion à plusieurs exemples de la façon dont les entreprises peuvent réaliser la vision d'une usine intelligente avec l'impression 3D.

Par exemple, Ford Motor Company a récemment expliqué comment elle utilise l'impression 3D aux côtés de robots collaboratifs et d'applications de réalité virtuelle dans son nouveau centre de fabrication avancé de 45 millions de dollars dans le Michigan.

Avec 23 3D imprimantes dans l'usine, Ford peut travailler avec de nombreux types de procédés et de matériaux, tels que le sable, le nylon et les composites en fibre de carbone. Ceux-ci seront utilisés pour produire directement tout, des pièces de frein aux composants intérieurs de voiture et aux outils d'assemblage - une flexibilité que peu de technologies de fabrication peuvent offrir.

Un autre exemple vient de BigRep, un fabricant allemand d'imprimantes 3D, qui a a dévoilé des plans pour optimiser ses imprimantes 3D pour une utilisation dans des usines intelligentes.

Pour cela, la société s'est associée à la société d'ingénierie Bosch Rexroth, qui partagera son expertise dans les solutions d'usine intelligente.

Grâce à ce partenariat, les imprimantes 3D de BigRep seront équipées de Les systèmes de commande CNC et les entraînements de pointe de Bosch Rexroth, permettant une connectivité complète et des capacités de traitement des données.

Impression 3D industrielle en 2018 :une histoire d'automatisation et d'évolutivité

Avec seulement quelques semaines avant 2019, il est sûr de dire que 2018 a été une année passionnante pour l'industrie de la fabrication additive.

Du rôle croissant du logiciel à l'attention croissante portée au post-traitement, l'industrie de la FA s'est développée en tant que technologie de fabrication numérique, viable non seulement pour le prototypage mais de plus en plus pour la production.

Non seulement l'industrie s'est éloignée du battage médiatique des années précédentes, mais elle a également démontré sa maturité croissante aux côtés de la fabrication traditionnelle.

Avec des développements dans tous les domaines du matériel, des matériaux et des logiciels, 2019 verra l'industrie s'appuyer sur ces avancées pour stimuler davantage l'utilisation industrielle des technologies d'impression 3D.