Le paysage de l'industrie de la fabrication additive 2019 :171 entreprises qui font avancer l'industrie [Mise à jour]

Mise à jour du 26/05/2020 :Nous avons maintenant publié notre rapport et infographie sur le paysage de la fabrication additive 2020, mettant en vedette 231 organisations qui contribuent à stimuler la fabrication numérique. Consultez l'article complet.

La fabrication additive a connu une certaine révolution au cours des cinq à dix dernières années. Considérée à un moment comme une technologie axée sur le consommateur, la FA est maintenant devenue une solution de fabrication industrielle viable.

En 2019, l'industrie de la fabrication additive est estimée à plus de 9 milliards de dollars. Bien qu'il ne s'agisse encore que d'une fraction de l'ensemble de l'industrie manufacturière de 12 000 milliards de dollars, le paysage évolue rapidement, créant d'énormes opportunités pour l'industrie dans son ensemble.

Alors que de nouveaux acteurs continuent d'entrer sur le marché et que de nouvelles technologies sont développées, le moment est venu de faire partie du changement.

Avec ces changements constants dans le paysage du marché, il peut être difficile pour les fabricants de garder une trace des entreprises clés proposant des solutions dans tout le spectre de la FA.

Pour cette raison, en février 2019, AMFG a publié le premier paysage de la fabrication additive de l'industrie, présentant la gamme d'entreprises qui façonnent l'avenir de l'industrie.

L'objectif de ce paysage était de fournir aux fabricants et aux parties prenantes de l'industrie une meilleure compréhension du marché actuel de la FA, et de l'utiliser pour comparer l'évolution de l'industrie.

La réponse à notre première infographie a été bien supérieure à ce que nous aurions pu prévoir, et nous avons reçu de nombreuses suggestions pour inclure davantage d'entreprises. En tenant compte des commentaires, nous avons mis à jour le paysage et rédigé un livre blanc examinant en détail les principales conclusions.

Qu'est-ce que le paysage de la fabrication additive ?

L'industrie de la fabrication additive évolue rapidement et suivre les entreprises clés peut être un défi.

Dans le but de catégoriser cet écosystème florissant, nous avons mis en place le premier paysage de fabrication additive de l'industrie.

Le graphique rassemble 171 entreprises qui poussent la fabrication additive vers l'industrialisation. Ces entreprises sont réparties dans les catégories suivantes :

• Fabricants de matériel (Polymères, bureau, métaux et électronique)
• Fournisseurs de logiciels (Conception et CAO, workflow et sécurité)
• Fournisseurs de matériaux (Polymères, composites et métaux)
• Fabricants de systèmes de post-traitement
• Assurance qualité et inspection des processus
• Institutions et centres de recherche

Quelles entreprises sont incluses ?

Lors de l'élaboration de ce graphique, nous avons décidé de nous concentrer sur l'impression 3D industrielle.

Cela signifie que le graphique n'inclut que les entreprises qui offrent principalement des produits et services B2B. Nous avons donc écarté les sociétés d'impression 3D axées sur le consommateur, cette fois-ci.

Bien sûr, il y a aussi beaucoup d'autres catégories que nous aurions pu ajouter — les bureaux de service en étant un bon exemple.

Cependant, par souci de simplicité, nous avons décidé de ne pas inclure les bureaux de service ou les entreprises dont l'activité principale est la fabrication de services. Cela sera inclus dans un futur graphique.

Principaux points à retenir

Voici quelques-uns des principaux points à retenir du paysage :

Les chiffres indiqués dans le graphique ci-dessus excluent les 11 instituts de recherche figurant dans le paysage.

Les machines métalliques dominent

• Le segment de loin le plus important, en termes de nombre d'entreprises, est la catégorie des imprimantes 3D métal, dont 44 fabricants sont inclus. Ces sociétés proposent une gamme de technologies d'impression 3D métalliques, des technologies traditionnelles de fusion sur lit de poudre aux nouvelles techniques exclusives.

Le trio de licorne

• Au moment de la rédaction de cet article, trois sociétés d'impression 3D ont atteint le statut de licorne, soit une valorisation de plus d'un milliard de dollars. Fait intéressant, ce sont tous des fabricants de matériel :Desktop Metal (métal), Carbone (polymère) et Formlabs (bureau).

Les acquisitions abondent

• Le paysage a été marqué par des fusions et acquisitions clés à tous les niveaux, des acquisitions par ANSYS de 3DSIM (2017) et de la société de matériaux, Granta Design (2019), aux acquisitions de GE de à la fois Concept Laser et Arcam (2017).

Les entreprises non-FA envisagent de nouvelles opportunités dans l'industrie

• En particulier, les entreprises en dehors de l'industrie manufacturière voient de plus en plus l'impression 3D comme une opportunité mûre. Un exemple récent est Xerox, qui a récemment acquis Vader Systems, une startup qui développe des imprimantes 3D à métal liquide. Xerox a bien sûr été ajouté au graphique.

Un examen plus approfondi de chaque segment

MATÉRIEL

Le matériel représente la part du lion du paysage AM.

Alors que le nombre d'entreprises cherchant à intégrer la FA pour la production continue d'augmenter, les fabricants de matériel cherchent à répondre à cette demande avec des systèmes de qualité industrielle capables d'imprimer plus rapidement et avec plus de précision.

Il convient de noter ici que de nombreuses entreprises proposent des solutions dans tout le spectre des machines polymères, métalliques et de bureau. Certains sont également actifs dans d'autres segments, en développant par exemple des matériaux et des logiciels propriétaires.

Systèmes polymères :un paysage en constante évolution

L'impression 3D polymère a parcouru un long chemin depuis ses origines en tant que technologie de prototypage rapide. Mais ce n'est pas seulement la technologie elle-même qui a évolué, le nombre d'entreprises proposant des machines produisant des pièces en polymère de haute qualité de qualité industrielle a également évolué.

Couplée à l'émergence de matériaux polymères hautes performances (comme nous l'explorerons ci-dessous), l'impression 3D polymère est clairement en train de devenir une solution industrielle pour les prototypes et les pièces finales.

Alors que le graphique ci-dessus met en évidence les noms bien établis (3D Systems, EOS, Stratasys), il existe un certain nombre d'acteurs relativement nouveaux proposant de nouvelles technologies pour perturber le segment.

Le carbone en fait partie. Les imprimantes 3D de Carbon utilisent son processus propriétaire CLIP (Continuous Liquid Interface Production) et la technologie Digital Light Synthesis (DLS) pour produire des pièces dites standard de moulage par injection. Le carbone a connu une ascension fulgurante, avec des partenariats clés avec des sociétés comme Adidas, Ford et Lamborghini.

Nexa3D est une autre entreprise qui cherche à perturber le paysage actuel avec ses imprimantes 3D de stéréolithographie à haute vitesse et de qualité industrielle. Il a également développé sa propre technologie – Lubricant Sublayer Photo-durcissement, abréviation de LSPc. Grâce à sa technologie LSPc, Nexa3D espère réduire les délais de production et offrir une plus grande précision des pièces.

Machines de bureau :vers l'entreprise

Historiquement, l'impression 3D de bureau était axée sur le consommateur, l'idée dominante étant que chaque foyer posséderait bientôt une imprimante 3D. Ceci, bien sûr, s'est avéré ne pas être le cas, et ces dernières années, les fabricants d'ordinateurs de bureau ont tourné leur attention vers les marchés professionnels et d'entreprise les plus lucratifs.

Et cela a été une sage décision. Les progrès réalisés dans les technologies d'impression 3D ont permis aux fabricants d'ordinateurs de bureau de combler une lacune sur le marché :une demande pour des systèmes de FA plus petits, mais non moins industriels, à un coût inférieur à celui de leurs homologues plus grands. Par exemple, l'imprimante 3D Form 2 SLA de Formlabs a un prix de départ de 3 350 $.

Aujourd'hui, le marché des ordinateurs de bureau est sans doute dominé par deux sociétés :Formlabs et Ultimaker.

Tous deux fondés en 2011, à une époque où le battage médiatique atteignait tout juste son apogée, Formlabs et Ultimaker sont des réussites uniques. Huit ans plus tard, les entreprises ont fermement établi leur place dans le paysage de l'impression 3D industrielle.

Prenons Formlabs, dont la mission est de rendre les imprimantes 3D de stéréolithographie (SLA) haute résolution plus accessibles et abordables.

La société, qui compte parmi ses clients Boeing et Tesla et a levé plus de 100 millions de dollars, cherche maintenant à se développer dans la technologie de frittage sélectif par laser (SLS) avec la sortie de sa machine de bureau Fusion 1 SLS. La machine qui a un prix de départ d'environ 10 000 $, une fraction du coût des systèmes SLS industriels.

La croissance de l'impression 3D métal

L'essor de l'impression 3D métal, en particulier au cours des deux dernières années, a été bien documenté. L'année dernière, le rapport Wohler 2018 a annoncé une croissance de 80 % des ventes de systèmes de FA en métal en 2017.

Les marques établies, comme EOS, 3D Systems et SLM Solutions, constituent bien entendu un élément clé de cette croissance.

Cependant, un autre facteur clé de cette croissance est l'entrée de nouveaux acteurs et le développement de nouvelles technologies. Celles-ci vont des startups comme Digital Alloys et Desktop Metal aux marques reconnues (voir Metal Jet de HP) qui franchissent le pas. Ces entreprises ont toutes développé leurs propres technologies d'impression 3D métal, qui diffèrent de l'approche traditionnelle SLM/DMLS.

Une entreprise à noter est Desktop Metal, la première entreprise d'impression 3D à atteindre le statut de licorne en 2015. L'entreprise cible deux segments avec son système de studio (ordinateur de bureau) et son système de production (destiné à la fabrication à grande échelle).

Le développement de nouveaux processus est le moteur de l'engouement au sein du secteur de la FA métallique.

Par exemple, Digital Alloys, qui a obtenu un financement de série B de 12,9 millions de dollars en 2018, a développé sa technologie d'impression Joule qui utilise du fil métallique au lieu de poudres métalliques comme matière première. L'entreprise affirme que sa technologie aidera à résoudre les problèmes de vitesse, de qualité et de coût.

LOGICIELS

Le paysage du logiciel a considérablement changé au cours des dernières années. Bien qu'il reste dominé par les catégories de conception et de simulation, l'évolution de l'industrie vers la production a conduit à l'émergence de deux autres catégories clés :les logiciels de workflow et de sécurité.

Conception et CAO, Simulation :les noms bien connus dominent

Les logiciels de conception et de simulation sont essentiels pour la fabrication additive. Étant donné que la FA offre la possibilité de créer des géométries complexes impossibles à réaliser avec les méthodes de fabrication traditionnelles, cela a donné lieu à un nombre croissant d'outils de conception avancés tels que la conception générative et l'optimisation de la topologie.

La catégorie des logiciels de conception et de CAO est dominée par des fournisseurs de CAO déjà établis. Voyant les opportunités de l'impression 3D, ces entreprises, comme Autodesk (Netfabb, Fusion 360), Dassault Systèmes (SOLIDWORKS) et ANSYS (Additive Suite) ont déployé des efforts concertés pour intégrer des solutions d'impression 3D dans leurs offres.

À long terme, il semble que cette partie du paysage logiciel sera dominée par les grands noms, alors que les entreprises tentent de combler le fossé entre la conception et la fabrication.

La conception, la CAO et la simulation sont également un segment riche en acquisitions. Pour ne citer que quelques exemples :en 2017, ANSYS a acquis la société de simulation de métaux 3DSIM et a racheté la société d'information sur les matériaux Granta Design plus tôt cette année.

De même, PTC a acquis la société de logiciels de conception, Frustum, en 2018 pour un montant impressionnant de 70 millions de dollars. Cette acquisition permet à PTC d'ajouter des capacités d'IA et de conception générative à son portefeuille de logiciels de CAO Creo 5.0.

Ces acquisitions montrent comment les grandes entreprises cherchent à consolider leurs capacités de FA et à offrir une technologie plus spécialisée aux ingénieurs et aux concepteurs.

Logiciel de workflow

Bien que faisant l'objet de moins d'attention médiatique, les solutions SaaS n'en font pas moins partie intégrante du processus de fabrication additive (nous devrions déclarer notre intérêt ici, car AMFG fournit un logiciel de workflow pour la fabrication additive).

Alors que les entreprises cherchent à adopter des technologies de fabrication additive, il existe une demande croissante de logiciels capables de gérer les étapes de production impliquées.

C'est là qu'intervient le logiciel de workflow. Le paysage des logiciels de workflow a évolué au cours des cinq dernières années, et maintenant un certain nombre de fournisseurs de logiciels proposent des solutions pour gérer le workflow AM.

Alors que la fabrication additive atteint l'adoption généralisée, nous constatons que le besoin de logiciels de flux de travail ne fera qu'augmenter.

Sécurité

En tant que technologie de fabrication numérique, la fabrication additive soulève des questions clés autour de la protection IP et de la sécurité des données.

Actuellement, trois sociétés dirigent le domaine des solutions de sécurité logicielle pour la FA.

Chacune des sociétés incluses a développé des solutions logicielles pour résoudre les problèmes de sécurité. LEO Lane fournit des solutions de sécurité et de cryptage IP, GROW propose une « fabrication distribuée sécurisée » pour permettre un flux de travail AM sécurisé et Identifier 3D a développé des solutions pour sécuriser la propriété intellectuelle des fichiers de conception.

Bien que ce segment soit encore très petit par rapport au reste de la catégorie des logiciels, nous nous attendons à ce que cela change considérablement au cours des prochaines années, à mesure que la demande de solutions de sécurité sur mesure augmente.

MATÉRIAUX

Fait intéressant, il existe peu de fournisseurs spécifiques à la FA. Au contraire, la majorité des entreprises présentées sont déjà des fournisseurs de matériaux bien établis qui ont élargi leur champ d'action pour fournir des matériaux « imprimables en 3D ».

Un point d'achoppement a été le coût élevé des matériaux. Cependant, à mesure que la concurrence s'intensifie sur le marché des matériaux, cela entraînera également une baisse du coût des matériaux.

Polymères et composites

Bien que l'impression 3D métallique puisse encore retenir l'attention, le segment des polymères reste le plus important du marché des matériaux. Et ce qui est passionnant, ce sont les développements et les activités qui se produisent sur le marché des polymères et des composites, en particulier à mesure que les matériaux deviennent plus abordables.

Les polymères hautes performances par exemple, tels que le PEEK et le PAEK, contribuent à la croissance du marché de la FA. SABIC est une entreprise qui fournit des matériaux ULTEM. Cela s'accompagne de développements du côté du matériel :3ntr, Roboze et Apium ne sont que quelques fabricants qui produisent des imprimantes 3D capables de traiter des matériaux comme le PEEK et l'ULTEM.

Métaux

La croissance des poudres et alliages métalliques va de pair avec la trajectoire de croissance globale du marché de la FA métallique.

Le titane est un segment intéressant, sa croissance étant tirée par les besoins de l'aéronautique et du médical. Selon un rapport de SmarTech, les expéditions de poudres de titane ont augmenté de 32 % en 2018, le rapport prédisant une croissance de 24 % des revenus des alliages de titane en 2019.

Acquisitions

A l'instar des logiciels, le marché des matériaux est également marqué par un grand nombre d'acquisitions. En juillet 2018, BASF New Business GmbH (BNB) a acquis la société allemande Advanc3D, intégrant la société dans sa division d'impression 3D. De même, Carpenter a acquis LPW, l'un des principaux fournisseurs de matériaux métalliques. La société est maintenant connue sous le nom de Carpenter LPW.

POST-TRAITEMENT

Le post-traitement a souvent été qualifié de «sale secret» d'AM. Étape de post-production inévitable pour de nombreux processus d'impression 3D, le post-traitement a généralement été très manuel et chronophage.

Trois solutions dans le segment du post-traitement offrent des systèmes qui promettent d'automatiser l'étape de post-traitement.

PostPro3D des technologies de fabrication additive offre une « technologie de finition de surface automatisée » qui rivaliserait avec la finition par moulage par injection. De même, PostProcess Technologies propose des solutions automatisées de finition de surface et d'enlèvement de support, tandis que DyeManison propose des systèmes de finition à haut volume.

Bien qu'il s'agisse d'une petite catégorie, il y a encore beaucoup d'activité dans ce segment.

PostProcess Technologies, basée aux États-Unis, a récemment annoncé son intention de s'étendre en Europe, en annonçant un récent partenariat avec Rösler Oberflächentechnik GmbH, un fabricant de systèmes de finition pour la fabrication traditionnelle.

DyeMansion, basée en Allemagne, envisage également une expansion, ayant reçu un investissement de 5 millions de dollars dans un cycle de financement de série A en 2018.

Fabrication additive :un paysage en pleine croissance, riche en opportunités

Le paysage de la fabrication additive reflète la maturation continue de la fabrication additive - et des perspectives extrêmement positives pour l'industrie.

Certes, l'écosystème est appelé à continuer de changer et d'évoluer au cours des prochaines années. Cependant, ce qui est clair, c'est que a) les entreprises et les investisseurs identifient des opportunités de croissance et b) AM est sur le point de perturber le marché manufacturier de 12 milliards de dollars.

À l'avenir, nous sommes sûrs de voir plus d'annonces, alors que de nouvelles entreprises continuent d'entrer sur le marché, de nouveaux partenariats sont annoncés et de nouvelles technologies sont développées. Nous assisterons également à une croissance dans l'ensemble du spectre du paysage, y compris les segments dont on parle moins, comme les systèmes de post-traitement et les logiciels de workflow et de sécurité.

Il sera intéressant, dans un an, de voir comment le paysage de la FA aura évolué. Après tout, dans une industrie aussi rapide que la FA, la seule certitude est le changement.

Cliquez ici pour télécharger le livre blanc complet sur le paysage de la fabrication additive.