Tendances 2018 de l'impression 3D : percées qui ont façonné l'industrie

2018 a marqué un virage décisif pour la fabrication additive. Avec des percées dans les logiciels, matériel et matériaux, l'industrie est passée au-delà du battage initial vers des solutions fiables, prêtes pour la production. Évaluée à plus de 7 milliards de dollars en 2018 (Rapport Wohlers), l'impression 3D industrielle a solidifié son rôle dans le prototypage rapide et pénètre de plus en plus la production de pièces finales.

1. L'impression 3D métallique continue son expansion rapide

La fabrication additive métallique a gagné une place sur la liste des dix technologies de rupture 2018 du MIT Technology Review, témoignant de sa viabilité commerciale croissante. Les ventes de systèmes AM métalliques ont augmenté de 80 % l'an dernier (Rapport Wohlers), reflétant une adoption généralisée pour le prototypage et la production.

Les défis clés — coût, vitesse et qualité des pièces — persistent, pourtant 2018 a introduit une nouvelle classe d'imprimantes métalliques industrielles d'entrée de gamme. L'ADAM de Markforged et l'impression Joule de Digital Alloys, par exemple, visent à livrer une qualité supérieure et des temps de construction plus rapides à un coût inférieur, élargissant l'accessibilité de la technologie.

Le metal binder jetting a aussi surgi, avec HP lançant HP Metal Jet. Revendiqué 50× plus rapide que les systèmes laser traditionnels, il cible la production dès le premier jour. La solution binder-jet de GE Additive est positionnée pour perturber la fonderie conventionnelle dans l'aérospatiale, l'automobile, l'énergie et la santé.

« Les entreprises achètent une plus grande quantité de systèmes AM métalliques pour répondre à leurs besoins de production. Au cours des dernières années, plusieurs entreprises ont acheté un ou deux systèmes pour tester et qualifier le processus et les matériaux. Maintenant, les entreprises ajoutent des systèmes pour la production, ce qui requiert une capacité significativement plus grande. »

Terry Wohlers

2. Une palette plus large de matériaux haute performance

L'innovation matériaux est devenue le segment à la croissance la plus rapide de la fabrication additive. Start-ups et grands acteurs chimiques étendent pareillement leurs portefeuilles pour répondre aux demandes d'applications de niche. Le chimiste français Arkema, par exemple, a lancé une plateforme commerciale ce mois-ci pour élargir sa gamme de matériaux d'impression 3D.

La gamme de poudres de frittage sélectif par laser (SLS) inclut maintenant de nouvelles variantes de nylon, poudres PEBA et PEKK. Les thermoplastiques haute performance gagnent aussi du terrain pour les usages d'ingénierie. Bien que les plastiques dominent encore le marché, l'usage des métaux est passé de 28 % en 2017 à 36 % en 2018 (rapport Sculpteo), soulignant la dépendance croissante à l'AM métallique pour les pièces de production.

Malgré les défis de coûts matériaux, les partenariats stratégiques font baisser les prix et élargissent la disponibilité, assurant que les alliages et polymères haute performance suivent le rythme de la demande industrielle.

3. L'automatisation pilote la fabrication additive prête pour la production

2018 a souligné le rôle critique de l'automatisation pour faire avancer la fabrication additive vers la production de masse. L'automatisation réduit les étapes manuelles, rationalise les flux de travail et booste l'efficacité globale.

Des solutions logicielles comme la plateforme d'automatisation de flux de travail d'AMFG orchestrent maintenant chaque phase de production — de la réception des commandes et préparation des fichiers au contrôle du post-traitement — assurant une intégration transparente avec les processus de fabrication existants.

La robotique avancée et l'IA accélèrent davantage la production. La collaboration de Lockheed Martin avec la Marine américaine a produit des systèmes robotiques multi-axes pilotés par IA qui déposent du métal avec des lasers haute puissance tandis que des algorithmes d'apprentissage automatique ajustent continuellement les paramètres pour une qualité de construction optimale. Pendant ce temps, PostProcess Technologies a introduit le DECI Duo, une unité combinée de retrait de support et finition de surface qui accélère le turnaround pour pièces plastiques et métalliques.

« Actuellement, il y a pas mal de processus qui font un usage intensif de la main-d'œuvre humaine dans la FA. L'automatisation peut aider à bien des égards — cela peut être aussi simple que décider où les pièces vont être placées sur le plateau de construction via un logiciel d'automatisation, ou calculer le temps de construction automatiquement. On pourrait même automatiser la simulation de la finition de surface qui sera créée selon l'orientation utilisée. »

Professeur Ian Campbell, Université de Loughborough

4. Les logiciels de simulation et de conception évoluent

Le logiciel reste le troisième pilier de la fabrication additive réussie, complétant le matériel et les matériaux. Les innovations en simulation et conception générative ont rendu l'AM métallique plus accessible et fiable.

La simulation de processus aide à réduire les taux d'échec et optimiser les paramètres de construction, donnant aux ingénieurs une compréhension plus profonde du comportement des matériaux et de la performance des pièces. Les outils de conception générative, maintenant souvent alimentés par l'IA, permettent l'exploration rapide d'alternatives de conception basées sur des contraintes comme le poids, la résistance et le choix du matériau. Live Parts de Desktop Metal, par exemple, illustre comment la conception générative s'intègre à la fabrication additive pour débloquer de nouveaux concepts de produits.

5. Renforcer la sécurité de la fabrication additive

La protection de la propriété intellectuelle et la sécurité des données restent des préoccupations pressantes pour la communauté de l'impression 3D. 2018 a vu une hausse des solutions qui protègent les fichiers de conception et les objets imprimés.

La startup danoise Create it REAL a introduit une plateforme de chiffrement d'impression 3D pour imprimantes FDM. En utilisant une puce de traitement dédiée, la plateforme permet aux utilisateurs d'imprimer à partir d'un flux de données protégé, prévenant l'accès non autorisé au fichier de conception original et atténuant la violation de droits d'auteur.

6. Collaboration et investissement accélèrent la croissance

L'industrie co-crée de plus en plus des solutions à travers fabricants, utilisateurs finaux et monde académique. Ces partenariats accélèrent l'adoption technologique en livrant des systèmes rationalisés, prêts pour la production, et en comblant le déficit de compétences AM via des programmes de formation conjoints.

De grandes entreprises comme Siemens, BMW, Johnson & Johnson et Henkel ont annoncé des investissements significatifs dans la recherche et les installations de production AM. Le campus de fabrication additive de 10 millions d'euros de BMW, dévoilé en avril, se concentrera sur le prototypage, la production en série et les composants personnalisés, signalant une forte confiance dans les technologies additives comme méthode de fabrication grand public.

Tendances façonnant l'avenir de l'impression 3D industrielle

Alors que 2018 se termine, la fabrication additive continue de livrer des améliorations tangibles en matériel, logiciels et matériaux. Plus d'entreprises adoptent la FA pour l'outillage, les pièces de rechange et la production finale complète. L'AM métallique reste un moteur clé, tandis que les logiciels avancés et l'automatisation améliorent la fiabilité et l'efficacité. La collaboration continue à travers les secteurs promet de combler les lacunes de compétences et favoriser l'innovation, pavant la voie vers un écosystème de fabrication Industry 4.0 pleinement intégré.