Les 10 principales tendances d'impression 3D à attendre en 2020

L'impression 3D a fait des progrès considérables en 2019, avec de nombreux les jalons qui façonnent l'industrie tout au long de l'année. Avec une myriade de nouveaux développements, partenariats et applications, l'industrie continue de croître et de se consolider.

Alors que nous entrons dans une nouvelle année et une nouvelle décennie, il est naturel de se demander ce que l'avenir réserve à l'industrie de l'impression 3D. Dans cet article, nous plongeons dans les 10 tendances clés de l'impression 3D qui se dérouleront au cours des 12 prochains mois.

1. Le paysage de l'impression 3D va devenir encore plus diversifié 

L'industrie de l'impression 3D se diversifie à mesure que le nombre d'acteurs entrant sur le marché augmente.

Une preuve de cette tendance est l'édition 2019 de Formnext, l'événement qui attire la quasi-totalité de l'industrie. En 2019, c'était de loin le plus gros jamais vu :852 exposants représentant 35% de croissance par rapport à l'année précédente.

Le nombre croissant d'exposants est encourageant, car cela signifie que l'industrie est sur une trajectoire de croissance régulière. Mais en même temps, cette croissance signale le nombre croissant d'entreprises entrant sur le marché en tant que start-ups et spin-offs, avec de nouvelles technologies ou leur propre interprétation de celles existantes.

Quelques exemples de nouveaux arrivants prometteurs technologies, notamment la start-up d'impression 3D en silicone, Spectroplast; un développeur d'une imprimante 3D Laser Powder Bed Fusion à faible coût, One Click Metal ; et Evolve Additive Solutions, spin-off de Stratasys, qui a développé une toute nouvelle impression 3D basée sur le processus électrophotographique.

En outre, le panorama de l'industrie de la fabrication additive (2019) d'AMFG a identifié plus de 80 fabricants d'imprimantes 3D, dont la majorité sont apparus au cours des 5 à 10 dernières années.

En 2020 , nous nous attendons à ce que ce nombre augmente considérablement, alimentant une concurrence saine et poussant les entreprises à se concentrer sur l'innovation et le développement.

2. Une gamme plus large de matériaux spécifiques aux applications est à l'horizon 

Selon une récente enquête de Jabil, le coût et la disponibilité des matériaux sont deux des principaux défis lorsqu'il s'agit d'adopter l'impression 3D pour la production. Bien qu'il soit peu probable que les coûts des matériaux diminuent considérablement en 2020, nous verrons certainement davantage de matériaux développés avec des applications industrielles à l'esprit.

Géant de la fabrication, Jabil, par exemple, a ouvert son Materials Innovation Center début 2019 pour faire exactement cela.

Le Materials Innovation Center est une installation de bout en bout pour le développement, les tests et la fabrication de poudres et de filaments polymères pour l'impression 3D. Son objectif est de pouvoir prendre les exigences des applications - de Jabil ou de clients externes - et de les convertir en matériaux pouvant être imprimés.

Il n'y a toujours pas assez d'options dans les matériaux d'impression 3D polymères sur le marché, par rapport à la gamme de matériaux pour le moulage par injection. Cela signifie que les développements, comme celui de Jabil, aideront à combler les lacunes dans les matériaux, entraînant une nouvelle génération d'applications d'impression 3D.

En plus d'un accent renouvelé sur le développement de matériaux, les grands matériaux les entreprises s'impliqueront encore plus dans l'industrie de la FA en se développant à travers la chaîne de valeur de la FA.

Nous en avons vu des exemples tout au long de 2019, avec des fabricants de matériaux rachetant des fournisseurs de services de FA et créant de nouvelles unités commerciales dédiées à la FA.

Progressivement, un certain nombre de producteurs de matériaux, comme BASF et GKN Additive, se transforment en fournisseurs de solutions. Cela les rend bien positionnés pour s'implanter plus solidement sur le marché, tout en stimulant l'industrialisation de la FA.

3. Attendez-vous à plus d'options pour les imprimantes 3D et les matériaux polymères haute température 

En 2019, nous avons assisté à une augmentation du nombre d'imprimantes 3D polymères à haute température entrant sur le marché par des sociétés telles que Roboze, Zortrax et Essentium. Cette poussée a été en grande partie due à la demande croissante de thermoplastiques haute performance comme le PEEK.

Ces thermoplastiques ont de nombreuses propriétés intéressantes, comme la résistance à la chaleur et aux produits chimiques, ainsi qu'une résistance et une durabilité élevées, ce qui les rend recherché dans de nombreuses applications industrielles. Mais en raison de ces propriétés, ils peuvent être difficiles à imprimer.

Les fabricants d'imprimantes 3D relèvent ce défi, en équipant leurs imprimantes d'un lit chauffant et d'une buse haute température.

Cela dit, le nombre de solutions disponibles pour l'impression de polymères hautes performances reste faible. Alors que la demande de plastiques hautes performances augmente, 2020 verra davantage de lancements d'imprimantes 3D haute température, favorisant l'adoption de l'impression 3D polymère dans tous les secteurs.

4. L'impression 3D composite entrera dans une phase de croissance 

Les composites sont des matériaux légers et solides, très recherchés dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile, le pétrole et le gaz et les biens industriels. Lorsqu'elle est associée à l'impression 3D, la technologie peut rationaliser et réduire les coûts de fabrication des composites, par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles généralement manuelles.

C'est pourquoi nous pensons que l'impression 3D composite s'engagera sur une voie de forte croissance au cours de l'année à venir.

2019 a posé de bonnes bases pour cette croissance. Par exemple, des sociétés d'impression 3D composite, comme Fortify et Impossible Objects, ont levé des millions de dollars de financement. Ensuite, la société de technologie Arevo a annoncé l'application réussie de sa technologie d'impression 3D composite pour la fabrication de cadres de vélo. de ses imprimantes 3D Fibre.

Enfin, il y a eu beaucoup de partenariats entre les entreprises de matériel et de matériaux, visant à développer des composites pour l'impression 3D.

Combinées, ces activités indiquent un potentiel énorme, mais encore largement inexploité, de l'impression 3D composite. Nous verrons encore plus d'efforts pour faire avancer l'impression 3D composite, apportant beaucoup d'innovations dans l'espace composite en 2020. 

5. L'évolution des logiciels d'impression 3D va s'accélérer considérablement

Jusqu'à récemment, la concentration sur les logiciels d'impression 3D faisait défaut, par rapport aux segments du matériel et des matériaux. Avec l'impression 3D, les concepteurs ont dû faire face à un processus de préparation de conception lourd, où de nombreux outils de conception disparates créent un flux de travail inefficace et complexe.

En outre, les logiciels de simulation doivent également évoluer pour permettre des résultats de simulation plus précis. Enfin, les outils de conception pour les additifs doivent également devenir plus intuitifs et plus faciles à utiliser.

Nous prévoyons que 2020 sera l'année où nous verrons de nombreux défis logiciels être résolus. Les innovations logicielles, en particulier dans l'espace de conception, seront davantage ciblées, ouvrant ainsi la voie à un processus de conception d'impression 3D plus rapide et plus facile.

En fin de compte, la création de solutions logicielles pour répondre aux besoins de la FA servira de catalyseur clé pour l'intégration de la technologie dans un environnement de production.

6. Le logiciel MES deviendra essentiel pour l'évolutivité

De nombreuses entreprises cherchent maintenant à établir une ligne de production en série AM. Cependant, ce faisant, ils sont confrontés à de nombreux défis de flux de travail.

Par exemple, de nombreux opérateurs et techniciens AM doivent encore gérer manuellement les bons de travail, vérifier les statuts de fabrication et passer beaucoup de temps à identifier les pièces après leur impression. Cela entraîne de nombreux goulots d'étranglement opérationnels, ce qui rend la mise à l'échelle et la gestion efficace de la production AM une tâche difficile.

Nous considérons 2020 comme l'année où de plus en plus d'entreprises se rendront compte que la réalisation d'une production évolutive avec l'impression 3D est pratiquement impossible sans un système de gestion de bout en bout en place.

Cela créera un besoin accru de solutions de gestion de flux de travail, également connues sous le nom de logiciel Manufacturing Execution System (MES).

Développées en tenant compte des besoins de la FA, les solutions logicielles MES peuvent aider à établir un écosystème, où les différentes étapes du flux de travail de la FA sont liées entre elles pour parvenir à une gestion des processus de FA rationalisée et numérisée.

L'intégration du logiciel MES dans une installation ou un département d'impression 3D est une étape cruciale dans un parcours d'impression 3D, et son importance grandira au fur et à mesure de l'industrialisation de la technologie.

7. L'automatisation du post-traitement occupera le devant de la scène 

Déjà en 2019, l'accent a été mis sur la résolution des défis de l'étape de post-traitement de l'impression 3D, tels que les processus manuels.

À l'aube de 2020, nous verrons une plus grande poussée pour automatiser le post-traitement. opérations, grâce à un certain nombre de solutions innovantes apparaissant sur le marché.

Les équipements de post-traitement, de sociétés comme AMT, DyeMansion et PostProcess Technologies, aident déjà de nombreux utilisateurs de FA à automatiser le retrait, le nettoyage et la coloration du support pour les pièces imprimées en 3D à base de polymère.

AMT, en particulier, s'efforce de surmonter le défi du dépoudrage, typique des technologies AM à base de poudre comme SLS.

Selon le PDG d'AMT, Joseph Crabtree, « il n'y a actuellement aucun autre moyen de le faire [dépoudrage] que manuellement. Même les solutions de culbutage traditionnelles nécessitent encore beaucoup d'interventions manuelles.

La société teste actuellement sa solution de dépoudrage, qui permet aux utilisateurs de déballer automatiquement le lit de poudre, de dépoudre et de retirer les pièces du lit de poudre systèmes AM. La machine devrait être lancée cette année, dans le cadre de la solution de post-traitement de bout en bout d'AMT.

En fin de compte, l'ajout de l'automatisation du post-traitement à une équation d'impression 3D permettra aux fabricants de transformer L'impression 3D dans un processus continu qui fonctionnera beaucoup mieux dans un cadre de production en volume.

8. L'impression 3D à grand volume fera un pas de plus vers la réalité 

Actuellement, l'impression 3D est généralement considérée comme une technologie adaptée à la production de petits à moyens volumes. Même si cela continuera d'être le cas en 2020, nous verrons également plus d'opportunités d'atteindre une production en plus grand volume avec l'impression 3D.

L'une des technologies qui stimulera cette tendance est le jet de liant métallique. La technologie a des capacités uniques pour atteindre des vitesses d'impression élevées et fabriquer des composants de haute précision, en utilisant des métaux de moulage par injection de métal moins chers.

En 2019, le jet de liant métallique a connu une certaine renaissance, avec un accent accru sur le développement de machines capables de produire. En 2020, nous verrons ces développements commencer à porter leurs fruits.

En 2019, ExOne, par exemple, a présenté la nouvelle imprimante 3D métal X1 160PRO™ pour la production à haut volume, dont la disponibilité commerciale est prévue fin 2020. Dans la même veine, Desktop Metal a publié son dernier Shop System, une version conviviale pour les ateliers d'usinage de son système de production. Le système d'atelier sera également disponible plus tard cette année.

Utilisateur de poudre AM, GE dispose d'une machine à jet de liant bêta, adaptée aux pièces à faible coût et à volume élevé. La machine fonctionne déjà dans l'usine du partenaire stratégique de GE, Cummins, un grand fabricant de produits de production d'électricité.

Les solutions de projection de liant métallique pourraient ouvrir de nouvelles voies pour l'utilisation de l'impression 3D dans les industries à haut débit comme l'automobile. C'est pourquoi, par exemple, Volkswagen s'associe à HP en tant qu'utilisateur précoce de sa technologie Metal Jet.

Au sein de l'impression 3D polymère, les applications de production à haut volume seront encore plus répandues.

Déjà en 2019, HP a présenté un cas d'application pour plus d'un million de pièces, imprimé en 3D par la société dentaire Smile Direct Club. De même, les machines de 3D Systems ont produit des centaines de milliers de pièces pour Align Technology. Nous nous attendons à ce que de nombreux autres cas similaires dans d'autres secteurs surviennent en 2020.

9. Les données deviendront essentielles pour augmenter la répétabilité de l'impression 3D

La plupart des technologies AM nécessitent une configuration de construction complète pour garantir que la pièce termine le processus d'impression et peut subir un post-traitement. Comme la plupart des utilisateurs de FA le savent, c'est parfois plus facile à dire qu'à faire, car il n'est pas rare de faire face à des variations et à des incohérences de pièce à pièce et de machine à machine.

Une façon d'aller de l'avant consiste à rassembler autant de données que possible, ce qui peut fournir un aperçu du processus d'impression 3D. En 2020, l'accent sera mis sur cet objectif.

Certains fabricants de matériel permettent déjà aux utilisateurs de FA de collecter des données en équipant les systèmes d'impression 3D de capteurs pour permettre la surveillance et le contrôle en cours de processus.

Des capteurs et des caméras placés à l'intérieur d'une imprimante 3D, puis transmettent les données à un logiciel spécialisé qui mesure et analyse plusieurs aspects d'une construction en temps réel, aidant à documenter le processus de construction et à garantir que les exigences sont respectées .

Des solutions tierces commencent également à apparaître sur le marché. Tout récemment, Additive Assurance a lancé la version bêta de sa plate-forme d'assurance qualité pour l'impression 3D en métal.

Essentiellement, Additive Assurance propose un ensemble de capteurs pour mettre à niveau un système de métal à base de poudre avec surveillance et qualité en cours de processus. capacités d'assurance. Bien qu'actuellement en version bêta, la plate-forme est prévue pour une sortie complète du produit fin 2020.

Cela dit, le concept de collecte et d'action sur les données d'impression 3D n'en est qu'à ses débuts, avec seulement quelques solutions disponibles sur le marché. Cependant, nous prévoyons de voir plus d'exemples d'intégration de capacités de contrôle de processus dans le matériel d'impression 3D tout au long de l'année.

Cela introduira une plus grande répétabilité des processus, générant finalement plus de confiance dans l'impression 3D en tant que technologie prête pour la production.

10. La collaboration accélérera la FA pour la production

Alors que l'industrie de l'impression 3D continue de mûrir, de nombreux défis doivent encore être surmontés en cours de route. L'un des moyens les plus efficaces d'y parvenir est la collaboration.

L'industrie, les organismes gouvernementaux et les instituts de recherche doivent travailler en étroite collaboration pour permettre le développement de la FA vers de larges applications dans l'industrie.

L'industrie a connu de nombreux efforts de collaboration très visibles tout au long de 2019. Un exemple est le projet d'industrialisation et de numérisation de la fabrication additive (IDAM) lancé par 12 partenaires du projet, composés de PME, de grandes entreprises et d'instituts de recherche, et coordonné par BMW.

Le projet de trois ans visera à permettre la production AM d'au moins 50 000 composants par an dans la production de pièces communes et de plus de 10 000 pièces individuelles et de rechange pour l'industrie automobile.

Nous nous attendons à ce que les collaborations s'accélèrent encore plus en 2020. De plus en plus de fabricants de matériaux, de constructeurs de machines et d'utilisateurs devront collaborer pour créer des chaînes de processus étroites et des flux de travail interopérables, afin d'évoluer et d'atteindre une efficacité plus élevée avec impression en 3D.

En fin de compte, la création d'un écosystème collaboratif permettra d'amener la FA plus facilement et plus rapidement à une industrialisation à plus grande échelle et d'accroître l'acceptation de la technologie sur le marché.

Impression 3D en 2020 :focus sur l'industrialisation à grande échelle 

En 2020, l'impression 3D poursuivra son chemin vers l'industrialisation, alors que les acteurs établis de l'industrie et les nouveaux arrivants continuent d'investir et de stimuler l'innovation avec la technologie. Les progrès qui ont poussé l'impression 3D là où elle est aujourd'hui se poursuivront en 2020, indiquant la pérennité et le développement soutenu de la technologie.

Bien sûr, il y a du travail à faire pour prouver la compétitivité de l'impression 3D en dehors de son bassin d'utilisateurs relativement restreint et d'applications de niche. Les efforts conjoints de l'industrie seront l'un des principaux moteurs de la réalisation de cet objectif.

Alors que nous nous tournons vers l'année à venir, l'impression 3D poursuivra sa progression constante, surmontant les défis existants, proposant de nouvelles applications et étendant sa portée vers de nouveaux horizons.

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