5 tendances qui façonnent l'avenir de la fabrication additive [2021]

En 2020, l'industrie de la FA a à la fois traversé une période difficile et s'est recentrée sur la production. L'évolution continue de la FA nous a amenés à nous demander ce que 2021 réserve à l'industrie.

Voici donc nos cinq tendances clés qui définiront les futures avancées de la FA.

1. L'innovation logicielle additive jouera le rattrapage

Le logiciel a longtemps été un goulot d'étranglement dans l'évolution de l'impression 3D. Il y a eu un écart entre la capacité matérielle et l'activation logicielle, qui n'est devenu plus apparent que lorsque l'impression 3D a commencé à mûrir en tant que méthode de production.

Le logiciel relie chaque étape cruciale du flux de travail AM, de la commande à la conception des pièces, en passant par la préparation de la construction, la planification et le suivi de la production et la livraison. Mais jusqu'à récemment, les solutions logicielles n'étaient pas optimisées pour les aspects uniques de l'impression 3D.

En conséquence, de nombreux processus étaient manuels ou inefficaces, car les entreprises utilisaient des technologies mal équipées pour la FA.

Au cours des dernières années, l'industrie s'est efforcée de combler l'écart existant, mais des améliorations sont encore possibles.

En 2021, les progrès se poursuivront, les sociétés de logiciels, grandes et petites, se concentrant sur des solutions logicielles pour répondre aux exigences des technologies additives. Cette évolution alimentera la prochaine génération d'outils logiciels qui feront avancer la FA vers l'industrialisation.

2. Accent accru sur la connectivité des machines

L'une des plus grandes tendances de la FA que nous prévoyons de progresser en 2021 est de faciliter l'intégration et la connexion des solutions de FA (à la fois logicielles et matérielles) à l'atelier de production.

Les systèmes AM fermés ou propriétaires ont longtemps dominé le marché du matériel AM. De tels systèmes fonctionnent généralement avec des matériaux et des logiciels fournis ou approuvés par l'OEM de la machine et ne sont pas facilement intégrés aux solutions tierces.

Bien que l'approche des systèmes fermés puisse être idéale pour assurer la fiabilité des processus, elle est souvent considérée comme limitant la collaboration et la connectivité.

Alors que les entreprises accélèrent leurs opérations de FA, elles auront besoin de pouvoir connecter de manière transparente leurs machines et leurs logiciels à leurs environnements de production. L'utilisation de solutions en silos pour la technologie qui repose sur la connectivité est une voie vers nulle part pour la fabrication additive.

Surtout, nous constatons que les fabricants de matériel se concentrent de plus en plus sur les systèmes, qui sont ouverts à l'intégration avec l'usine.

Cette tendance a déjà été forte en 2020 :par exemple, nous avons récemment annoncé la collaboration avec HP, qui permet aux systèmes HP AM d'être intégrés à notre logiciel MES additif.

Un autre exemple soutenant la tendance vient du pilier de l'industrie de l'impression 3D, Stratasys. En décembre, la société a annoncé l'extension des capacités de connectivité de ses machines historiquement fermées.

Cela signifie qu'il sera désormais plus facile de connecter les systèmes de Stratasys à des logiciels tiers, donnant aux utilisateurs la possibilité d'intégrer et de gérer leur production additive à l'aide des applications logicielles de leur choix.

La connectivité du système n'est plus une option, mais une nécessité, pour les installations AM. Il est d'autant plus encourageant de voir les acteurs de l'industrie de la FA commencer à reconnaître et à répondre à ce besoin.

En savoir plus : Comment tirer parti de la surveillance des imprimantes 3D pour faire évoluer la fabrication additive ?

3. La convergence continue de la FA et de l'IA

L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique font désormais partie intégrante de la croissance de la FA. Presque toutes les parties de la chaîne de valeur AM peuvent bénéficier de l'IA, du développement des matériaux, de la configuration des machines, de la conception des pièces et de l'automatisation des flux de travail.

C'est pourquoi nous nous attendons à ce qu'en 2021, nous assistions à une plus grande intégration entre l'IA et la technologie AM.

Dans l'espace matériel, l'IA sera associée à des systèmes AM pour permettre un meilleur contrôle et une répétabilité des processus. Par exemple, Inkbit développe actuellement un système de vision basé sur l'IA intégré dans un système polymère. Ce système sera capable de numériser chacune des couches d'impression 3D et de prédire le comportement du matériau pendant le processus d'impression.

Déjà largement reconnue comme une innovation numérique majeure dans la FA, la conception générative a également le potentiel de bénéficier grandement de l'IA et de l'apprentissage automatique.

À ce jour, la conception générative a principalement été utilisée pour optimiser les chemins de charge où la résistance et la rigidité dominent. Il peut également être utilisé dans des scénarios d'optimisation thermique ou vibratoire.

L'IA et l'apprentissage automatique feront passer la conception générative au niveau supérieur, ouvrant la porte à de nouvelles conceptions entièrement adaptées au processus de FA.

Bien que nous soyons à quelques années de la capacité pleinement développée d'adapter automatiquement les conceptions au processus, nous nous attendons à ce que des progrès clés aient lieu cette année, nous rapprochant de cet objectif.

Une autre excellente opportunité de mettre l'IA au service de l'industrie de la FA est de l'intégrer aux systèmes d'exécution de fabrication. Chez AMFG, par exemple, l'intelligence artificielle alimente notre logiciel MES additif pour automatiser les tâches manuelles telles que la collecte de données.

À l'avenir, les capacités d'analyse des machines peuvent être appliquées pour analyser les données collectées et suggérer des améliorations aux opérations de production. En fin de compte, cela offrira une meilleure visibilité sur les principaux goulots d'étranglement et sur la manière d'optimiser le processus pour tirer le meilleur parti de la FA.

En fin de compte, le besoin d'une FA plus intelligente et plus autonome suggère que les capacités d'IA au sein du matériel et des logiciels de FA ne font que progresser.

4. AM stimulera la fabrication distribuée

Alors que les entreprises cherchent à pérenniser leurs chaînes d'approvisionnement, nombre d'entre elles s'ouvrent à de nouveaux modèles et technologies de chaîne d'approvisionnement qui leur permettront de réduire leurs coûts ou de basculer de manière plus flexible entre les produits qu'elles fabriquent.

Ce besoin de plus de flexibilité et d'agilité va donner lieu à une fabrication distribuée, localisée, portée par la fabrication additive.

La FA peut réduire considérablement le nombre d'étapes nécessaires pour fabriquer des formes complexes en métal ou en polymère, accélérer les délais et faciliter le passage aux inventaires numériques. Ces avantages le rendent particulièrement attractif pour le modèle distribué de fabrication.

Nous pensons que 2021 marquera l'année où de plus en plus d'entreprises commenceront à étudier sérieusement la fabrication distribuée avec la FA. Cette tendance est étayée par une récente enquête de HP, indiquant que 59 % des entreprises évaluent actuellement des modèles hybrides et 52 % envisagent la fabrication numérique localisée.

5. La prochaine vague de croissance du MES additif

L'adoption de technologies de fabrication numérique telles que la FA nécessitera en fin de compte une base logicielle capable de soutenir la croissance et l'évolutivité de la FA dans l'ensemble de l'organisation.

C'est pourquoi nous constatons un intérêt accru pour les systèmes d'exécution de fabrication (MES) pour la fabrication additive. Le logiciel MES a été conçu pour rendre le flux de travail AM plus facilement gérable, en automatisant les processus clés tels que la gestion des commandes, la planification et la surveillance de la production.

Les projets MES ont fait leurs preuves en matière d'avantages et sont désormais considérés comme un niveau d'importance stratégique parallèlement à l'adoption de la FA.

Cependant, pour atteindre ce niveau, il a fallu des années d'évolution du logiciel MES additif, qui a dû être développé pour répondre aux besoins uniques de la FA.

Bien que les capacités MES d'aujourd'hui soient étendues, il y a encore beaucoup de nouveaux développements passionnants à l'horizon. Convergence plus étroite avec l'apprentissage automatique, connectivité avancée avec le matériel, interopérabilité accrue :tout cela est déjà en cours aujourd'hui, se préparant à alimenter la prochaine vague de croissance de la FA en 2021 et au-delà.

Êtes-vous prêt à surfer sur la vague des tendances AM ?