Entretien d'expert : Simon Fried, co-fondateur de Nano Dimension, sur l'avenir de l'impression 3D dans l'électronique

L'industrie électronique adopte rapidement la fabrication additive, redéfinissant la façon dont nous développons tout, des drones et satellites aux ordinateurs portables et smartphones. Pourtant, au cœur de tout système électronique dépendent des composants — circuits imprimés (PCB), antennes, capteurs — qui ont traditionnellement été coûteux et longs à produire. L'impression 3D redéfinit ce paysage en offrant des cycles produit plus rapides, une plus grande liberté de conception et la capacité de créer des géométries non-planaires auparavant inaccessibles.

Fondée en 2012 en Israël, Nano Dimension est devenue un leader mondial de la fabrication additive pour l'électronique imprimée. Leur système propriétaire DragonFly Pro peut imprimer simultanément métaux et polymères diélectriques, permettant aux entreprises de prototyper l'électronique en interne, réduire les délais et abaisser les coûts.

Dans cet entretien d'expert, nous avons parlé avec Simon Fried, Co-fondateur et Président de Nano Dimension, sur l'impact croissant de l'impression 3D dans l'électronique et comment l'entreprise pionnière ce domaine émergent.

Pouvez-vous nous parler un peu de Nano Dimension ?

Nano Dimension se concentre exclusivement sur la fabrication additive pour l'électronique. Traditionnellement, les ingénieurs électroniques étaient forcés de sous-traiter la conception et le prototypage de circuits, ce qui ajoutait délai et coût significatifs. En apportant l'impression 3D dans le domaine électrique, nous donnons aux ingénieurs la liberté, la flexibilité et la confidentialité dont ils ont besoin pour tester et itérer des idées dans un contexte pratique et mécanique.

Parlant spécifiquement de votre technologie DragonFly Pro System, pourriez-vous toucher plus sur la valeur qu'elle apporte ?

Imaginez un ingénieur électronique chargé de concevoir le prochain PCB pour un produit. Le processus implique typiquement des logiciels EDA (Electronic Design Automation) complexes, simulations extensives, puis l'envoi du design à un fabricant tiers — une opération qui peut prendre des semaines. Avec le système de Nano Dimension, les ingénieurs peuvent concevoir et fabriquer un circuit physique en environ 24 heures, validant instantanément les layouts, repérant les erreurs et explorant des améliorations de design.

Nos clients ont rapporté transformer un effort d'ingénierie de six semaines en un jour et demi en imprimant eux-mêmes les prototypes, éliminant le besoin d'attendre des fournisseurs externes.

En éliminant l'intermédiaire pour le prototypage, nous donnons aux entreprises le pouvoir de tester plus d'idées, itérer rapidement et maintenir le secret. Quand le développement est rapide et peu coûteux, le coût de l'échec chute, encourageant une plus grande innovation.

Les entreprises de défense, en particulier, sont attirées par notre technologie car elles font face à des contraintes strictes sur la divulgation de design et la sélection de fournisseurs. Notre système leur permet de prototyper des composants critiques en interne, assurant conformité et confidentialité.

Quels autres avantages la fabrication additive offre-t-elle à l'électronique ?

La fabrication additive permet des formes et géométries impossibles avec la fabrication plane conventionnelle — une frontière excitante pour les ingénieurs électriques habitués aux layouts plats, bidimensionnels.

La fabrication électronique traditionnelle est hautement contrainte, dictée par le processus de fabrication et les composants disponibles. La fabrication additive lève ces contraintes, ouvrant une vaste gamme de nouvelles possibilités de design. Les ingénieurs peuvent maintenant créer des PCB, antennes et autres pièces fonctionnelles véritablement tridimensionnelles, allant au-delà des limites des traces plates.

Notre vision est double : d'abord, rendre la fabrication conventionnelle de PCB et électronique RF plus rapide, moins chère et plus indépendante ; ensuite, permettre des produits entièrement nouveaux qui mêlent fonctions structurelles et électriques de façons sans précédent.

Quels sont certains des défis impliqués dans l'impression 3D d'électronique ?

Imprimer métaux et polymères simultanément est inhérentement complexe. Les métaux requièrent des températures élevées et un contrôle précis, tandis que les polymères ont des conditions optimales différentes. Équilibrer ces besoins matériaux concurrents demande un contrôle de processus avancé et une expertise en science des matériaux pour atteindre haute résolution et intégrité fonctionnelle.

Quel est l'état actuel du marché de l'impression 3D électronique ?

Le domaine est encore naissant, avec peu d'acteurs. Cependant, sa trajectoire de croissance miroite celle de la fabrication additive traditionnelle, avec les early adopters venant de l'aérospatial, défense et R&D qui ont déjà embrassé l'impression 3D dans le domaine mécanique.

L'aérospatial et la défense mènent la charge car ils nécessitent des pièces faible volume, haute complexité qui bénéficient du prototypage rapide et de la sécurité stricte. Ces industries ont l'expertise et les ressources pour investir dans de nouvelles capacités de fabrication.

Comment voyez-vous l'évolution de la fabrication additive pour l'électronique dans les années à venir ?

La frontière entre conception mécanique et électrique s'effrite. Les grands vendeurs CAO — Autodesk, Solid Edge, SolidWorks — s'étendent vers le territoire EDA, permettant des workflows de conception intégrés. Les futurs produits mêleront sans couture forme mécanique et fonction électrique, créant des solutions plus intelligentes, plus compactes.

Les wearables et dispositifs flexibles illustrent cette tendance : alors que les propriétés mécaniques évoluent, l'électronique embarquée doit aussi évoluer. Le boom IoT pousse davantage la demande d'électronique intégrée dans des composants auparavant « muets ».

Long terme, nous anticipons des imprimantes 3D qui gèrent toute la chaîne de production — fabrication des pièces finales, assemblage, et même fonctionnalités esthétiques — réduisant le besoin de machines séparées.

À court terme, la fabrication additive pour l'électronique continuera de mûrir rapidement, propulsée par une prise de conscience accrue et la valeur prouvée qu'elle délivre en prototypage rapide. Dans quelques années, nous attendons une production de plus haut volume d'électronique de devenir viable.

Avec des milliards de dispositifs contenant déjà de l'électronique, l'expansion vers de nouveaux secteurs — emballage alimentaire, automobile, implants médicaux — demandera des composants plus petits, plus complexes et plus fonctionnels. La fabrication additive sera l'activateur de cette évolution.

Qu'est-ce qui fait de Nano Dimension un leader de marché dans cet espace ?

Contrairement aux imprimantes maker-grade qui ciblent les amateurs, Nano Dimension offre une solution clé en main, de grade entreprise, couvrant tout le workflow — de la conception à la production. Notre DragonFly Pro est le seul système commercial qui peut imprimer simultanément métaux fonctionnels et polymères à haute résolution.

Nano Dimension a travaillé avec des entreprises dans plusieurs verticales différentes. Pourriez-vous donner un exemple de verticale et cas d'usage où votre technologie a été un atout ?

Un exemple premier est l'aérospatial et la défense, particulièrement dans le développement d'antennes. Les antennes sont notoirement difficiles à concevoir, nécessitant de nombreuses itérations pour rencontrer les cibles de performance. En partenariat avec Harris Corporation, nous avons démontré que des antennes imprimées en 3D peuvent matcher la performance des antennes fabriquées traditionnellement tout en offrant itération rapide et coûts d'outillage réduits.

Les antennes sont une zone d'application critique dans l'aérospatial et la défense — pièces faible volume, haute complexité où la fabrication additive brille.

La production grand volume n'est pas encore le focus ; la fabrication additive excelle dans la niche de composants complexes, faible volume où fiabilité et flexibilité de design sont primordiales.

Les entreprises de défense ont besoin de secret strict et d'engagement fournisseur limité. Notre capacité de prototypage en interne rencontre ces exigences, faisant de la fabrication additive le choix naturel pour composants critiques, haute valeur.

Y a-t-il des défis quand il s'agit de concevoir de l'électronique imprimée en 3D ?

Pour les PCB plats conventionnels, notre logiciel interface sans couture avec les outils EDA standards, permettant aux ingénieurs de continuer d'utiliser des workflows familiers. Cependant, concevoir de l'électronique non-planaire — comme un circuit en forme de pyramide — pose des défis car les logiciels EDA actuels manquent de support pour les traces tridimensionnelles.

La conception de circuits électroniques 3D est limitée par l'absence d'outils EDA supportant les géométries non-planaires. Les outils CAO mécaniques sont souvent détournés par les ingénieurs électriques pour combler ce gap.

Nous avons développé un add-in SolidWorks qui connecte notre système d'impression avec la CAO mécanique, et de grands vendeurs comme Siemens et Dassault Systèmes travaillent sur des suites de design électrique-mécanique intégrées.

À mesure que les capacités matérielles s'étendent, l'écosystème logiciel rattrapera progressivement, surtout pour les designs non-plats qui demandent de nouveaux paradigmes de conception.

En termes de fabrication additive plus généralement, quels sont certains des défis fondamentaux encore face à l'industrie ?

Un risque est que la fabrication additive puisse faire face à une seconde vague de battage. L'industrie doit se concentrer sur la délivrance de valeur manufacturière tangible plutôt que juste du buzz.

Les défis clés incluent l'élargissement des options matériaux — polymères plus résistants, gamme plus large de métaux imprimables, et diélectriques fonctionnels — et l'établissement de standards industriels pour la traçabilité, protection PI et assurance qualité. Le succès dépendra de l'intégration de la fabrication additive dans les lignes de production existantes et de la preuve de sa fiabilité à grande échelle.

À quel point êtes-vous confiant que la fabrication additive ne succombera pas à la seconde vague de battage ?

Avec l'adoption croissante par de grandes entreprises expérimentées et un ROI clair et démontrable, nous sommes optimistes que la fabrication additive mûrira en une technologie de production fiable.

Quel conseil donneriez-vous à une entreprise cherchant à adopter la fabrication additive, mais ne sait pas par où commencer ?

Commencez par définir des objectifs clairs et sélectionner la bonne combinaison de matériau et machine pour votre application. Engagez-vous avec des bureaux de services tôt pour comprendre le spectre des technologies disponibles. Rappelez-vous que « fabrication additive » n'est pas une technologie unique ; chaque matériau et imprimante offre des capacités distinctes, et le bon match dépend de vos besoins spécifiques.

Enfin, que réserve 2019 pour Nano Dimension ?

Nous anticipons des lancements de produits continus et une adoption de marché plus large de l'électronique imprimée en 3D, miroirant — et potentiellement surpassant — l'élan vu dans la fabrication additive mécanique.

Images courtesy de Nano Dimension. Pour en savoir plus sur Nano Dimension, visitez : https://www.nano-di.com/