Perspectives de l'industrie de l'impression 3D 2019 : Tendances de croissance mondiale et opportunités futures

Alors que l'industrie de l'impression 3D grandit, de nouvelles tendances émergent et les usages globaux de la technologie évoluent. Les entreprises du monde entier étendent leurs efforts dans de nouvelles directions et embrassent ce qu'elle offre en produits d'utilisation finale, prototypage et outillage parmi ses nombreux autres usages. Voici un regard sur les façons spécifiques dont l'industrie a évolué en 2019 :

Prévisions de croissance mondiale

En général l'industrie croît, avec de multiples prévisions montrant des augmentations exponentielles tant dans les dépenses en impression 3D que dans l'usage. Le rapport Wohlers 2019 prédit que d'ici 2020, tous les produits et services AM dans le monde atteindront 15,8 milliards $. L'entreprise s'attend à ce que les prévisions de revenus grimpent à 23,9 milliards $ en 2022, et 35,6 milliards $ en 2024.

L'industrie de l'impression 3D est largement catégorisée en systèmes de Bureau et Industriels. Cette croissance coupe dans les deux sens sur ce front, montrant une augmentation des revenus pour machines industrielles et un déclin pour les machines de bureau. La tendance globale est à la hausse, mais les imprimantes plus petites montrent une baisse globale.

Les secteurs public et privé investissent tous deux plus dans l'impression 3D à travers le monde. L'Amérique du Nord détient la plus grande part dans le financement de la fabrication additive dans son ensemble, cependant la Chine et les régions d'Asie montrent le plus grand taux de croissance, en faisant des concurrents redoutables pour l'avenir. Cela peut aussi être renforcé par l'initiative « Made in China » de la Chine, qui va probablement booster l'investissement dans les technologies des secteurs public et privé, incluant l'impression 3D et l'usinage CNC (entre autres).

Un autre rapport de GlobalData indique que les industries aérospatiale et défense sont une source majeure de croissance pour la fabrication additive. C'est particulièrement soutenu par la production de pièces de rechange, satellites et moteurs. Les forces armées chinoises, russes et américaines sont parmi les fabricants de défense les plus proéminents employant les technologies d'impression 3D.

L'Europe est aussi un hub majeur pour les industries de l'impression 3D. La demande majeure dans la région vient des PME qui ont besoin de prototypes rapides, fiables et peu coûteux, largement dans les secteurs santé et aérospatial. Les dépenses gouvernementales voient aussi une dynamique positive. Le gouvernement néerlandais, par exemple, a investi 150 millions USD supplémentaires dans la recherche et l'innovation liées à l'impression 3D. De même, la Finlande cherche à augmenter ses activités d'impression 3D via des partenariats, tandis que des nations comme la Pologne l'intègrent aussi pour le domaine médical (politique de cohésion européenne).

Il y a quelques contraintes sur le marché, comme les coûts élevés de déploiement de la technologie pour des niveaux de production industriels. Cela peut être freiné par les augmentations de concurrence dans les systèmes de fabrication additive industriels, qui pourraient faire baisser les prix à l'avenir. Un autre facteur de préoccupation pour la croissance de l'impression 3D est la fiabilité et la répétabilité, qui empêchent beaucoup d'entreprises industrielles d'adopter la technologie. C'est quelque chose sur lequel les fabricants d'imprimantes 3D travaillent dans l'industrie et qui nécessitera plus d'avancées pour dissiper l'impression de non-fiabilité et manque de consistance.

Une proportion écrasante de répondants dans une enquête 2019 d'Essentium (99 %) planifient d'augmenter le niveau d'usage de l'impression 3D dans leur entreprise. Dans l'ensemble, l'industrie semble en bonne santé et croît à un taux croissant selon plusieurs années de prévisions de Wohlers, Sculpteo et plus.

Applications et demandes industrielles

 

Les principaux usages de l'impression 3D actuellement sont dans les industries santé, aérospatiale & défense, industrielle et produits de consommation. Les entreprises qui opèrent souvent avec l'impression 3D trouvent leurs applications les plus intéressantes dans la création de géométries complexes comme les treillis. Un autre facteur que beaucoup d'entreprises trouvent être un USP important de l'impression 3D est la création d'itérations plus rapides de leurs produits. Cela a du sens, car les entreprises ont aussi déclaré dans une autre étude que leur focus principal pour utiliser l'impression 3D est l'accélération des cycles de développement produit.

Bien que prototypes et preuves de concept soient encore les façons les plus courantes dont les firmes utilisent les impressions 3D, la production et R&D grimpent aussi. Les deux premières ont vu une augmentation d'usage comparé aux 2 dernières années, tandis que la production de biens finis est restée largement stagnante. De plus, comme noté par une enquête d'Essentium, 83 % des entreprises utilisant l'impression 3D ne l'emploient pas pour la production de masse (généralement opérant sur des séries sous les 1000).

Une autre hausse, indiquée par l'enquête de Sculpteo, est celle de la production de pièces de rechange et d'un intérêt pour la gestion de la chaîne d'approvisionnement. La gestion de la chaîne d'approvisionnement a été un thème majeur cette année en particulier, faisant des vagues significatives dans les secteurs aérospatial et défense. Diverses organisations comme l'US Air Force, Navy et constructeurs d'avions en général utilisent l'impression 3D pour la restauration d'avions et navires plus anciens, restaurant des pièces plus en production et diminuant les coûts d'entreposage avec la production à la demande. Cela se voit dans les cas de couvercles de latrines imprimés en 3D certifiés par l'US Air Force et la Marine australienne testant la technologie dans un récent essai de 1 million USD. Les deux cas impliquent une utilisation plus extensive à l'avenir.

En examinant les réponses des répondants de multiples enquêtes, on voit que la réduction des délais est un troisième facteur proche avec les économies de coûts aussi assez importantes. Ce sont deux facteurs que l'industrie de l'impression 3D essaie de maximiser en efficacité avec des machines plus récentes. Des entreprises comme Spee3D et Aurora, par exemple, ont constamment développé des imprimantes métal avec des temps de production plus rapides que leurs anciens modèles, battant leurs propres records précédents.

Technologies

En termes de technologies, FDM/FFF règne toujours en maître. La plupart des applications pour FDM sont dans le prototypage et la fabrication d'outillages et gabarits. La production de pièces en séries limitées joue aussi un rôle majeur. Comme mentionné précédemment, il y a eu une hausse majeure des imprimantes industrielles de plus grandes tailles, ce qui a pu jouer un rôle dans la croissance croissante des pièces d'utilisation finale (bien que les pièces d'utilisation finale soient encore loin d'être l'usage le plus courant pour les imprimantes 3D).

Alors que FDM est le plus prévalent pour la production interne, d'autres formes de fabrication additive comme SLS, Jet Fusion et Polyjet ont atteint la croissance via des services externes. En fait, autre que FDM, la plupart des autres types d'impression 3D sont plus susceptibles d'être utilisés via des services que par production interne. Bien que les entreprises achètent plus d'imprimantes globalement, elles ont aussi augmenté l'usage de services externes. Les deux modes d'usage ont vu des augmentations.

De même, les technologies plastiques sont bien plus susceptibles d'être internes, tandis que l'impression métal est plus susceptible d'être faite via services externes. L'industrie aéronautique est bien plus susceptible d'utiliser les formes chères d'impression 3D que d'autres utilisateurs, avec beaucoup d'entreprises dépensant plus de 100 000 $ annuellement. Illustrant ce point, alors que 38 % des entreprises enquêtées utilisent le SLS, seulement 15 % d'entre elles possèdent une machine interne.

La barrière principale à l'implémentation plus large de l'impression 3D est le budget et la fiabilité, donc il est logique que les formes plus récentes et chères d'impression 3D soient moins communes maintenant. L'étude Essentium appuie aussi ce point, montrant que beaucoup d'entreprises croient que les dépenses associées à l'impression 3D l'empêchent de devenir une technologie de production à grande échelle. Cela peut changer avec plus de tests et une concurrence accrue sur les prix à l'avenir.

Finalement, parmi les entreprises qui emploient aussi d'autres technologies en plus des systèmes AM, l'usinage CNC était la technologie compagne la plus proéminente et la découpe laser suivait comme proche seconde.

Matériaux

Les plastiques sont le matériau le plus courant en fabrication additive, tant en interne qu'en services. Le prototypage, l'outillage et la R&D ont joué un grand rôle là-dedans, et bien que d'autres matériaux servent ces mêmes fins, les plastiques sont le plus couramment utilisé. Cependant, en termes de pourcentage d'utilisateurs, plastiques et métaux ont tous deux baissé car plus de matériaux ont rejoint le champ global. En fait, la plupart des matériaux (céramiques, cire, résines et multicolore) ont augmenté en 2019 en termes d'usage interne. Ces disparités peuvent aussi être le résultat de la croissance des services AM externes comme option pour de nombreuses firmes.

Malgré la baisse de l'usage interne du métal, les revenus de l'impression métal ont crû d'environ 41,9 %, continuant une série de cinq ans de plus de 40 % de croissance chaque année. Cela a été dû à beaucoup d'industries augmentant leur production, mais le plus proéminemment les augmentations dans la défense et l'aérospatial ont poussé la technologie en avant. Cependant, 50 % de l'impression métal est faite via services par opposition à l'impression interne.

L'usage des résines se situe à environ 40 % en termes d'usage des matériaux internes, une augmentation de 5 % par rapport à l'année précédente, tandis que les technologies multicolore ont grimpé de 15 % à 27 %. Ces nombres sont tous bien plus élevés en incluant l'usage via services et méthodes mixtes.

Les matériaux sont l'une des principales préoccupations pour la croissance future de l'AM parmi les firmes. Plus spécifiquement, la plupart des firmes attendent de voir plus de matériaux introduits et des systèmes plus polyvalents, car les nouveaux matériaux ont été classés seconds dans les facteurs de croissance les plus intéressants pour les firmes, selon Sculpteo. De même, les capacités machines et l'approvisionnement et coût des matériaux étaient les deux facteurs les mieux classés pour augmenter les activités d'impression 3D d'une entreprise.