5 façons dont l'impression 3D peut profiter à l'industrie des biens de consommation (mise à jour 2021)

De plus, des exemples de la technologie en action.
Saviez-vous que 76 % des entreprises de biens de consommation utilisez déjà l'impression 3D ?

Les entreprises de biens de consommation se lancent dans l'impression 3D, pour fournir des services et des produits plus centrés sur le client et à moindre coût.

L'impression 3D étant de plus en plus adoptée par les marques grand public, nous plongeons dans les avantages de la technologie et explorons comment six segments de biens de consommation utilisent l'impression 3D aujourd'hui.

5 avantages de l'impression 3D pour les entreprises de biens de consommation 

1. Cycles de développement accélérés 

L'impression 3D permet de produire des prototypes beaucoup plus rapidement qu'avec les techniques de fabrication traditionnelles, comme la CNC.

Dans un exemple, l'impression 3D a aidé une entreprise d'emballages grand public, Toly, à réduire le temps de développement de quelques mois à quelques jours. Avec la CNC, que l'entreprise utilisait pour les prototypes avant l'impression 3D, le temps entre une conception et un prototype pouvait prendre jusqu'à 3 semaines. Ensuite, imaginez combien de temps cela prendrait si l'entreprise voulait faire trois itérations ou plus.

L'impression 3D accélère le processus d'évaluation des concepts de conception et d'apport de modifications, permettant à Toly de produire des prototypes du jour au lendemain et de les tester le lendemain.

Une technologie adoptée par les marques grand public, dans le cadre de la phase de validation de la conception, est l'impression 3D multi-matériaux. Cette technologie leur permet de créer des prototypes avec diverses textures et couleurs, reproduisant l'apparence et la sensation du produit final.

2. Une plus grande flexibilité de conception

L'impression 3D permet aux entreprises d'obtenir une liberté de conception maximale lors de la réalisation de géométries complexes, impossibles à fabriquer par des procédés conventionnels.

La capacité de produire des fonctionnalités complexes a déjà conduit à des produits innovants, tels que des semelles intermédiaires de chaussures avec des structures en treillis incorporées ou des pièces de vélo, optimisées pour la résistance et la durabilité.

3. Personnalisation

Des écouteurs personnalisés aux chaussures personnalisées, la personnalisation est un terme sur toutes les lèvres.

Malgré le battage médiatique, la personnalisation reste l'un des principaux avantages de l'impression 3D pour les biens de consommation.

L'impression 3D crée de nouvelles possibilités personnalisables car elle ne nécessite pas de changements d'outillage coûteux basés sur des spécifications individuelles.

Dans l'impression 3D, les données de conception sont transférées vers une imprimante 3D, sans avoir besoin d'outils, de sorte que le seul outil qu'un fabricant utilise est la machine elle-même.

Cela signifie également que la complexité qui accompagne la personnalisation n'entraîne pas de coûts supplémentaires. Une imprimante 3D ne prend pas plus de temps, d'énergie ou de matériel pour fabriquer une forme complexe qu'une simple, et aucun outillage signifie que l'impression d'une variété de conceptions ne nécessite aucun coût de production supplémentaire.

4. Fabrication d'outils

La production d'outillages et de moules d'injection peut également bénéficier de l'impression 3D. Trente-neuf pour cent des entreprises de produits de consommation interrogées par EY voient l'intérêt d'améliorer la fabrication traditionnelle avec des outils imprimés en 3D.

Par exemple, Unilever utilise l'impression 3D pour les outils de moulage par injection, produisant des pièces prototypes dans le matériau final pour les tests fonctionnels et consommateurs. L'utilisation de la technologie des moules permet à l'entreprise de réduire de 40 % les délais de production des prototypes.

Dans un autre exemple, Estée Lauder Companies (ELC) utilise la dernière technologie d'impression 3D pour moderniser la fabrication dans son usine de fabrication de Whitman au Royaume-Uni, où sont produites bon nombre de ses marques de soin de la peau de prestige et les parfums Jo Malone London.

Lors de la production des flacons de parfum de 30 ml de Jo Malone London, par exemple, de nouveaux gabarits imprimés en 3D sont utilisés comme outil d'assurance qualité pour l'alignement des étiquettes sur les flacons, ce qui permet de gagner du temps et de l'argent.

Grâce à l'utilisation de la technologie, l'entreprise peut également concevoir et tester de nouvelles pièces de machine en quelques heures au lieu de semaines ou de mois, et pour aussi peu que quelques dollars par pièce, plutôt que des milliers de dollars.

5. Durabilité

Le processus d'impression 3D fonctionne de manière additive, ajoutant des couches de matériau pour produire une pièce - par opposition à la fabrication soustractive traditionnelle. Grâce à ce processus, l'impression 3D peut réduire considérablement les déchets de matériaux, rendant ainsi le processus de fabrication plus durable.

>>En savoir plus sur durabilité dans l'impression 3D

Nike a démontré les possibilités de réduction des déchets :en utilisant l'impression 3D dans ses chaussures FlyKnit, l'entreprise a pu produire jusqu'à 60 % de déchets en moins par rapport aux méthodes traditionnelles de coupe-couture.

Comment les segments des biens de consommation utilisent l'impression 3D en 2020

Chaussures

L'opportunité d'impression 3D dans l'industrie de la chaussure est énorme :le segment pourrait devenir le plus grand segment de produits de consommation imprimés en 3D au cours de la prochaine décennie.

Les grandes marques de chaussures explorent déjà le champ de l'impression 3D pour les chaussures, animées par le désir de créer de nouvelles expériences pour leurs clients.

La réalité du paysage de consommation d'aujourd'hui est que les consommateurs veulent des expériences personnalisées.

En réponse, de nombreuses entreprises de chaussures permettent aux clients de commander des chaussures avec une quantité limitée de personnalisation, par exemple, en proposant une sélection limitée de couleurs.

L'impression 3D, quant à elle, permet aux entreprises de débloquer un nouveau niveau de personnalisation, grâce à la possibilité de créer des chaussures spécifiquement adaptées au porteur.

Un exemple de cette approche dans la pratique est les inserts de chaussures personnalisés imprimés en 3D par Dr. Scholl.

Grâce au partenariat avec la société de technologie Wiivv, Dr. Scholl's propose une application de personnalisation, qui crée un scan précis des pieds d'un client. Pour garantir la réussite de l'analyse, les clients doivent prendre quelques photos de leurs pieds sous différents angles.

La technologie de numérisation au sein de l'application créera ensuite des semelles intérieures personnalisées, basées sur 400 points de cartographie de chaque pied. Grâce à ce processus, qui prend moins de 5 minutes, les inserts peuvent être conçus pour assurer un ajustement personnalisé pour chaque client.

Une fois la conception 3D générée, les semelles intérieures personnalisées sont imprimées en 3D et livrées chez le client dans les 14 jours, pour 99 $. De plus, les consommateurs peuvent utiliser l'application pour ajouter différents modèles adaptés à leurs préférences personnelles à la semelle intérieure imprimée en 3D.

En plus des semelles intérieures personnalisées, des entreprises comme Adidas, Nike, New Balance, explorent les façons dont l'impression 3D peut bénéficier à la fabrication de semelles intermédiaires et de tiges de chaussures.

Malgré les progrès, les revenus de l'impression 3D de chaussures représentent moins de 1% des revenus du marché mondial de la chaussure.

Cela signifie que l'utilisation de l'impression 3D dans les chaussures reste limitée, en grande partie parce que la technologie manque actuellement d'évolutivité pour répondre aux besoins intensifs et de productivité élevée de l'industrie de la chaussure.

Cela dit, les tendances de la fabrication numérique et la demande d'expériences personnalisées continueront de pousser les marques de chaussures à explorer davantage les opportunités d'impression 3D et à trouver des moyens d'appliquer la technologie à grande échelle.

Bijoux et accessoires

La valeur des métaux précieux pour la FA devrait atteindre 1,8 milliard de dollars dans le monde d'ici 2028, selon SmarTech Analysis. Dans cette optique, les bijoux, accessoires et objets de décoration pourraient bien être parmi les applications les plus réussies de l'impression 3D dans l'industrie des biens de consommation.

Au sein de ces segments, l'impression 3D peut être utilisée pour des applications de fabrication directes et indirectes. La fabrication indirecte implique l'utilisation de l'impression 3D pour créer un moule en cire, qui est ensuite utilisé dans le moulage de cire. Ce processus permet d'économiser du temps, de l'énergie et des coûts élevés associés à la sculpture des modèles à la main.

A titre d'exemple, l'entreprise joaillière canadienne Vowsmith, spécialisée dans les bagues personnalisées, a pu réduire de 50 % ses délais de production et de livraison, en intégrant des imprimantes 3D pour la fabrication de moules en cire. En une seule impression, l'entreprise peut produire entre 35 et 40 modèles de bagues personnalisés, prêts à être coulés.

L'impression 3D directe avec des métaux précieux est également possible, même si le nombre de systèmes d'impression 3D capables de traiter les métaux précieux reste limité.

La société de joaillerie autrichienne BOLTENSTERN a utilisé l'impression 3D directe pour produire des bijoux, tels que des bracelets, des boucles d'oreilles, des colliers et des boutons de manchette.

En partenariat avec COOKSONGOLD, un fournisseur de poudres de métaux précieux, BOLTENSTERN a utilisé la technologie AM à base de poudres métalliques pour créer sa collection de bijoux « Embrace ». Selon le joaillier, il s'agit de la première collection commerciale du marché à être directement imprimée en 3D en or et en platine.

Lunettes

L'impression 3D donne aux concepteurs de lunettes plus de liberté pour créer de nouveaux looks. Les concepteurs peuvent expérimenter de nouvelles formes et textures qui seraient difficiles et, dans de nombreux cas, économiquement non viables avec les techniques traditionnelles.

Dans le même temps, la technologie permet aux marques de lunettes d'offrir à leurs clients plus d'options en ce qui concerne la conception de la monture des lunettes. Les options peuvent inclure différentes formes, couleurs et textures.

Hoet Design Studio, un fabricant belge de lunettes haut de gamme, est une entreprise qui a développé une collection de lunettes à l'aide de l'impression 3D.

La collection Hoet Couture comprend cinq modèles réalisés grâce à la technologie de fusion laser. Une partie avant du cadre en verre est en titane, avec une structure géométrique en forme de maille qui ne pourrait être réalisée par aucune autre technique que l'impression 3D.

Bien que de nombreuses entreprises soient pionnières dans l'impression 3D de lunettes, la technologie n'est pas encore prête pour la production de masse et est principalement utilisée pour fabriquer de petits lots de produits. Mais même avec de petits lots, les marques de lunettes peuvent se différencier et explorer de nouvelles avenues largement inexploitées, comme les montures de lunettes personnalisées imprimées en 3D.

Fabrication de vélos

L'impression 3D offre une gamme d'avantages uniques pour la production de vélos, c'est pourquoi une poignée de fabricants de vélos spécialisés intègrent déjà des composants imprimés en 3D dans leurs produits.

Alors que certaines entreprises utilisent l'impression 3D pour réduire le coût des vélos traditionnellement chers en fibre de carbone et en titane, d'autres expérimentent de nouvelles formes pour augmenter les performances des vélos.

Par exemple, la société britannique de fabrication de vélos, Empire Cycles, s'est associée au fabricant d'imprimantes 3D, Renishaw, pour créer un cadre de vélo en titane optimisé sur le plan topologique. Renishaw a développé un nouveau design de cadre qui était 33 % plus léger que l'original.

Avoir un vélo léger offre une gamme d'avantages pour un cycliste. Premièrement, il permet aux cyclistes d'atteindre des vitesses plus rapides et de monter plus facilement les côtes. Deuxièmement, un vélo plus léger est plus réactif aux mouvements d'un cycliste⁠ - offrant des avantages clés pour les cyclistes de compétition.

Et bien que nous soyons loin de voir l'impression 3D pour la production de masse dans l'industrie du vélo, il est clair que davantage de marques finiront par sauter dans le train de l'impression 3D, pour ajouter de la valeur à leurs résultats, ainsi qu'une expérience client.

Beauté et cosmétiques

L'impression 3D fait également son entrée dans l'industrie de la beauté. L'entreprise de mode française Chanel est une entreprise qui démontre le potentiel de l'impression 3D, après avoir lancé la première brosse à mascara imprimée en 3D au monde en 2018. 

La brosse à mascara Révolution Volume a été créée en utilisant SLS, une technologie qui utilise un faisceau laser pour fusionner des couches de poudre de polyamide.

Avec l'impression 3D, la conception de la brosse a été optimisée - par exemple, la texture rugueuse et granuleuse améliore l'adhérence du mascara sur les cils.

Bien que l'impression 3D soit peut-être une nouveauté dans l'industrie cosmétique, des pionniers comme Chanel montrent comment la technologie pourrait transformer la façon dont les produits cosmétiques sont fabriqués.

Électronique grand public

Alors que l'électronique imprimée en 3D n'en est qu'à ses balbutiements, les boîtiers électroniques personnalisés, les étuis pour clés USB et les claviers sont déjà une réalité. L'impression 3D peut être utilisée pour créer des boîtiers électroniques avec une touche personnalisée, avec des formes complexes et différentes couleurs, graphiques et tailles disponibles.

La société néerlandaise Moogue a déjà connu du succès dans ce domaine. Moogue propose un configurateur en ligne, permettant aux clients de personnaliser des coques de téléphone imprimées en 3D en choisissant parmi une large gamme de couleurs, d'images et de motifs.

Les défis de l'impression 3D pour l'industrie des biens de consommation

Alors que les fabricants de biens de consommation reconnaissent de plus en plus les avantages de l'impression 3D, la mise en œuvre de la technologie pose encore des problèmes.

Certes, les taux d'adoption de l'impression 3D, au sein de l'industrie des biens de consommation, sont encore relativement faibles, surtout par rapport aux industries pionnières, comme l'aérospatiale et le médical.

Pour la plupart des entreprises de biens de consommation, la mise en place d'une ligne de production d'impression 3D n'est pas économiquement viable, du moins pour l'instant. D'une part, les volumes de production en impression 3D ne peuvent actuellement rivaliser avec les volumes réalisés avec la fabrication conventionnelle.

Cependant, avec des technologies telles que la synthèse de lumière numérique de Carbon, le jet de liant métallique et la fusion Multi Jet de HP, repoussant toutes les limites des vitesses et des volumes de production, un système de production évolutif sur le plan commercial pourrait bien être dans le domaine des possibilités.

Construire un avantage concurrentiel avec l'impression 3D 

Alors que l'impression 3D devient plus évolutive, cette décennie verra de plus en plus d'entreprises de biens de consommation piloter l'impression 3D. Cela aidera à identifier les applications et les produits qui peuvent bénéficier le plus de la technologie, permettant aux entreprises de l'introduire dans leurs flux de production.

Cependant, l'adoption réussie de l'impression 3D en production nécessitera également que les entreprises de biens de consommation intègrent des solutions, telles que le logiciel MES, qui aident à gérer le flux de travail de bout en bout.

Les processus numériques, comme l'impression 3D, auront besoin d'outils numériques qui vous permettront de traiter plus de commandes et d'offrir une visibilité sur les opérations, même si elles sont dispersées sur plusieurs sites.

Dans l'ensemble, l'impression 3D sera l'une des technologies clés qui façonneront les nouvelles tendances dans le secteur des biens de consommation, des conceptions pionnières à la personnalisation de masse. Il est maintenant temps pour les entreprises d'agir si elles veulent être le fer de lance de ces tendances et renforcer leur avantage concurrentiel.