L'AM dans le monde : maturité et croissance rapide de l'impression 3D en Asie-Pacifique

Découvrez la Partie 1 de la série AM Around the World, qui explore l'adoption de l'impression 3D en Amérique du Nord et en Europe.

L'Asie-Pacifique (APAC) se transforme en le marché de l'impression 3D à la croissance la plus rapide. La région devrait croître au taux le plus élevé de 18 % et dépenser 3,6 milliards de dollars en impression 3D dans les 5 prochaines années.

Jusqu'à récemment, la région était à la traîne dans l'adoption de l'impression 3D, comparée à l'Amérique du Nord et l'Europe. Cependant, l'intérêt croissant des entreprises manufacturières APAC et l'introduction de nombreuses stratégies et politiques gouvernementales ont aidé plusieurs pays de la région à réussir à créer un écosystème AM durable.

Ci-dessous, nous examinons comment l'impression 3D est adoptée et soutenue en Chine, Corée du Sud, Singapour et Australie.

L'impression 3D dans la « usine du monde »

Focus : Chine

La Chine est peut-être la plus grande force derrière la croissance de l'impression 3D en Asie, au vu de l'énorme soutien gouvernemental pour promouvoir l'industrie. Le marché chinois de l'impression 3D était estimé à 1,8 milliard $ en 2018. Actuellement, c'est le troisième plus grand marché d'impression 3D, après les US et l'Europe de l'Ouest.

En 2017, le gouvernement chinois a publié le « Plan d'Action pour le Développement de l'Industrie de la Fabrication Additive », visant à créer une industrie AM nationale valant 3 milliards $ d'ici 2020. Ce Plan d'Action, partie de la feuille de route stratégique « Made in China 2025 » pour le secteur manufacturier du pays, définit des ambitions et objectifs de développement long terme pour faire de la Chine l'une des nations leaders de l'impression 3D. L'un des points forts du plan est l'objectif d'introduire plus de 100 projets pilotes AM à travers 10 industries clés, incluant médicale, culturelle, éducative et Internet.

Pour atteindre ces objectifs, la Chine cultive des entreprises AM prometteuses, soutient la standardisation pour l'industrie AM chinoise et investit dans le développement de la main-d'œuvre en impression 3D. Par exemple, la Chine a récemment fondé le premier Collège d'Impression 3D au monde, le Baiyun-Winbo 3D Printing Technology College à Guangzhou. Le pays a aussi des plans pour installer des imprimantes 3D dans 400 000 écoles primaires. De telles initiatives bénéficieront à la société chinoise sur le long terme, les gens étant éduqués et formés à la technologie 3D dès le plus jeune âge.

Technologies AM en Chine

On estime que 48 % des revenus actuels de l'impression 3D en Chine viennent des imprimantes 3D (comparé à 37 % pour l'Europe ou 33 % pour les États-Unis). Ce chiffre indique une forte demande pour le matériel d'impression 3D dans le pays.

L'un des domaines clés à croissance rapide en Chine est l'impression 3D métal, avec des entreprises comme Bright Laser Technologies et Shining 3D développant des imprimantes 3D laser métal. Shining 3D, par exemple, a récemment étendu sa gamme de produits AM avec le lancement de l'imprimante 3D EP-M150. La nouvelle imprimante SLM 3D est adaptée aux petites applications d'impression 3D métal, un exemple étant les couronnes dentaires. L'imprimante serait capable de produire 500 couronnes en utilisant seulement 1 kg de poudre métallique.

L'essor des machines AM chinoises a été particulièrement notable au TCT Asia 2018, l'un des plus grands salons professionnels AM en Chine. TCT Magazine rapporte qu'il y avait jusqu'à 38 imprimantes 3D métal de toutes formes et tailles, développées et fabriquées par des entreprises chinoises.

Selon l'expert industriel et conférencier TCT Asia Graham Tromans, « en Chine, l'AM métal est vu comme un procédé de fabrication comparé aux procédés plastiques. Les secteurs automobile et aérospatial sont de la plus haute importance pour l'économie manufacturière chinoise et c'est pourquoi tant d'entreprises développent des machines métal. »

Il y a aussi une large sélection d'imprimantes 3D polymères de sociétés comme UnionTech (l'un des plus grands fabricants d'imprimantes 3D SLA en Chine), INTAMSYS et Farsoon Technologies.

Industries adoptant l'impression 3D

Selon un récent rapport EY, 78 % des entreprises chinoises sondées avaient déjà adopté l'impression 3D en 2019. De tels taux élevés s'expliquent par une demande croissante pour une production plus intelligente et plus efficace en Chine. L'impression 3D est une technologie que les entreprises implémentent pour répondre à ce besoin.

Un exemple est le secteur automobile chinois. Pix Moving, une start-up automobile dans la province du Guizhou, développe des voitures autonomes en combinant impression 3D et techniques de conception générative. Spécifiquement, l'entreprise utilise la technologie Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) pour imprimer en 3D des châssis de voiture avec moins de pièces et donc beaucoup plus légers. Réussir à rendre de telles voitures sûres et viables ferait de Pix un pionnier mondial.

Un autre secteur chinois révolutionné par l'impression 3D est la construction. L'entreprise WinSun mène actuellement l'impression 3D construction en Chine. L'imprimante 3D de WinSun, mesurant 10 m de large et 6,6 m de haut, utilise un matériau spécial fait de ciment, sable et fibre, mélangé à un additif propriétaire. La technologie est utilisée en phase de préfabrication pour imprimer les murs en usine, pour être ensuite assemblés sur site.

WinSun a fait sensation en 2014 avec un lot de 10 maisons imprimées en matériau de construction recyclé et assemblées à Suzhou. Actuellement, l'entreprise travaille sur l'impression 3D du plus grand complexe de bâtiments au monde, attendu pour être dévoilé à Shanghai fin cette année.

Côté santé chinois, les grands hôpitaux bénéficient déjà de modèles d'organes imprimés en 3D, que les chirurgiens utilisent pour préparer des chirurgies complexes. De plus, plusieurs hôpitaux en Chine impriment des implants en pratique clinique depuis de nombreuses années. Par exemple, les chirurgiens du Second Hôpital de l'Université du Shandong ont imprimé en 3D un implant de mâchoire inférieure pour un jeune patient en 2018. En outre, l'Hôpital Troisième de l'Université de Pékin, l'Hôpital Tangdu de l'Université Médicale Militaire de l'Air Force, l'Hôpital Orthopédique Provincial du Guangdong, et d'autres hôpitaux de niveau inférieur, ont aussi appliqué des implants orthopédiques imprimés en 3D dans le traitement de maladies orthopédiques complexes.

Donné le taux d'adoption élevé et l'engagement gouvernemental accru, l'impression 3D entre dans une période dorée en Chine. Saluée comme futur leader de l'impression 3D, la Chine est bien positionnée pour revendiquer ce titre dans un futur proche.

Focus : Corée du Sud

La Corée du Sud a aussi un fort focus sur la croissance de l'impression 3D. Malgré une adoption relativement tardive de la technologie, comparée à d'autres pays avancés, les entreprises coréennes visent maintenant à rattraper le terrain dans ce secteur en développement rapide.

Pour suivre l'innovation en impression 3D, le gouvernement coréen fournit un soutien national. En 2014, il a établi une feuille de route R&D pour l'impression 3D. Ce plan vise à soutenir l'industrie existante avec un écosystème intégré permettant aux acteurs d'utiliser et connecter facilement la technologie d'impression 3D. Les gouvernements central et locaux ont établi 8 centres régionaux d'impression 3D à travers le pays pour fournir infrastructure et services de conseil en impression 3D.

La santé mène l'adoption de l'AM

Largement grâce au fort soutien gouvernemental, le secteur médical a pris un rôle de leader dans l'adoption et l'implémentation de l'impression 3D en Corée. Parmi les 10 secteurs prioritaires du gouvernement, définis dans la feuille de route impression 3D, la santé représente la plus grande proportion. De plus, les projets pilotes du gouvernement pour « favoriser de nouvelles demandes » sont principalement destinés à l'industrie de la santé. Cela implique que du point de vue du gouvernement, les applications d'impression 3D santé offrent les gains les plus rapides au stade initial.

Grâce au soutien gouvernemental, 19 dispositifs médicaux imprimés en 3D, majoritairement implants orthopédiques, étaient officiellement enregistrés par le Ministère de la Sécurité des Aliments et des Médicaments, fin 2016.

La Corée du Sud pourrait-elle être le prochain leader mondial de l'impression 3D ?

Comparée à d'autres pays, la Corée du Sud n'a jamais été prise dans le battage de l'impression 3D grand public. Depuis l'introduction de la technologie dans le pays, les Coréens l'ont largement vue comme un processus industriel, pas un jouet consommateur. Selon un rapport EY, la familiarité avec l'impression 3D en Corée est passée de 24 % en 2016 à 81 % en 2019, en faisant la nation avec la plus grande expérience en impression 3D. De plus, la Corée représentait environ 4,1 % de tous les systèmes AM installés dans le monde en 2018 et a le troisième plus grand nombre de machines dans la région Asie-Pacifique.

La plupart du matériel d'impression 3D dans le pays est importé. En 2017, les fabricants étrangers représentaient plus de 80 % des ventes totales d'imprimantes 3D en Corée, selon un rapport d'Ipsos Business Consulting. Selon A.T Kearney, la Corée pourrait devenir le leader mondial, grâce à une feuille de route R&D nationale dirigée par le gouvernement focalisée sur l'impression 3D. En plus d'établir la stratégie AM nationale, le gouvernement coréen investit massivement dans le développement technologique AM. En 2017, l'industrie de l'impression 3D en Corée a reçu 41,2 milliards de wons (équivalent 37 millions $) en financement gouvernemental. En 2019, le financement a augmenté à 59,3 milliards de wons (équivalent 52,7 millions $). Progressivement, la Corée intègre l'AM dans son économie pour le bénéfice des fabricants et sa production nationale globale. Nous attendons que la Corée soit un marché de croissance significatif pour les technologies et applications AM à travers 2019 et les années à venir.

L'impression 3D dans la région ASEAN

L'Association des Nations de l'Asie du Sud-Est (ASEAN) désigne une région en Asie du Sud-Est incluant 10 pays : Myanmar, Laos, Vietnam, Cambodge, Thaïlande, Malaisie, Singapour, Brunei, Indonésie et Philippines.

Les 10 pays membres de l'ASEAN ont des degrés variés d'adoption AM, beaucoup se concentrant sur le développement de l'infrastructure et des compétences pour bénéficier de cette technologie disruptive.

Selon un livre blanc de ThyssenKrupp, l'un des plus grands groupes industriels d'Allemagne, la pénétration AM dans l'ASEAN aujourd'hui est faible, représentant seulement 5 à 7 % du dépenses AM totale en Asie estimée à 3,8 milliards $ pour 2019. Au sein de l'ASEAN, Singapour, Thaïlande et Malaisie sont les plus grands adopteurs de l'impression 3D, représentant environ 80 % du marché AM par valeur.

Pour la plupart des régions, le plus grand obstacle à l'adoption AM aujourd'hui n'est pas la technologie mais le manque de savoir-faire. Cependant, l'AM a le potentiel de créer plus de 100 milliards $ de valeur et 3 à 4 millions d'emplois dans l'ASEAN, selon ThyssenKrupp. Pour saisir cette opportunité, décideurs politiques et dirigeants d'entreprises doivent travailler ensemble sur l'implémentation de projets AM et fournir le soutien nécessaire pour construire l'infrastructure, les compétences et capacités AM dans les pays de l'ASEAN.

Singapour comme pionnier de l'AM dans l'ASEAN

Singapour a mis un fort accent sur le développement de l'industrie nationale d'impression 3D. Pour soutenir la croissance et la compétitivité du secteur manufacturier national, le gouvernement de Singapour a établi le plan Research, Innovation and Enterprise (RIE) 2020, qui a identifié l'AM comme un levier essentiel.

Mais peut-être la plus grande initiative gouvernementale pour piloter l'AM a été l'établissement du National Additive Manufacturing Innovation Cluster (NAMIC) en 2015. NAMIC identifie et développe les start-ups et technologies AM et lance des collaborations public-privé. Depuis 2013, le gouvernement singapourien a investi 380 millions $ via NAMIC pour aider à traduire la recherche en impression 3D en applications commerciales.

De plus, Singapour abrite de nombreux centres de recherche et centres d'excellence AM, établis par des entreprises extérieures. Des entreprises mondiales comme GE, ThyssenKrupp, HP, UPS, Evonik, Voestalpine et DNV GL ont toutes installé des centres AM régionaux à Singapour. Des start-ups locales, comme 3D MetalForge, Anatomics et SpareParts 3D, ont eu du succès dans le développement d'applications AM et l'aide à la pénétration à travers les secteurs industriels.

Adoption AM à travers les industries

Les industries à fort potentiel d'adoption AM, comme l'aérospatial, le maritime et offshore, ainsi que la technologie médicale, correspondent bien à la base manufacturière de Singapour. Singapour est ainsi bien positionnée pour adopter les technologies AM pour une performance améliorée et des avantages coûts dans ces industries. NAMIC met beaucoup d'efforts pour piloter une telle adoption, par exemple en engageant l'Autorité des Transports Terrestres dans l'usage de l'impression 3D pour fabriquer des pièces de rechange pour la maintenance et l'exploitation de trains et bus. Clairement, Singapour est actuellement le plus grand centre de connaissances et utilisateur AM de l'ASEAN, qui soutiendra davantage l'essor de la technologie dans la région.

Australie : un nouveau hub pour l'impression 3D métal

En 2019, le marché AM australien ne représente qu'environ 3-5 % du marché AM total en APAC. Dans l'adoption de la technologie AM, l'Australie a pris du retard sur le reste du monde. Cependant, ces dernières années, le pays a vu un afflux de nouvelles entreprises développant du matériel AM, avec exemples clés étant Aurora Labs, SPEE3D et Titomic.

Intéressant, la majorité des développements AM sont centrés autour des technologies métal. Une raison peut résider dans les abondants gisements de ressources naturelles du pays, incluant certaines des plus grandes réserves de minerais pour métaux comme aluminium, titane, nickel, acier et tantale. Cela signifie qu'au lieu d'envoyer une quantité massive de ces ressources à l'étranger, le pays cherche des moyens de valoriser ces ressources sur place. L'impression 3D métal émerge comme l'une des technologies les plus prometteuses pour traiter des métaux comme titane, nickel et aluminium.

Le gouvernement australien a joué un rôle positif dans le soutien à l'adoption de l'AM dans le pays. Le CSIRO, agence nationale scientifique australienne, a fait un engagement substantiel dans la recherche en impression 3D, avec un investissement de plus de 6 millions AUD dans son installation Lab 22 AM. Des initiatives financées par le gouvernement, comme le Australian Advanced Manufacturing Growth Centre (AMGC) et l'Innovative Manufacturing Cooperative Research Centre (IMCRC), ont aussi soutenu la transition plus large de l'industrie manufacturière australienne vers des technologies AM à plus haute valeur ajoutée.

En attendant, certaines entreprises et institutions australiennes font des progrès significatifs pour faire avancer l'usage de l'AM. Le Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) a fondé le Centre pour l'AM. Avec une gamme de technologies AM, incluant fusion laser sélective, dépôt laser direct de métal, modélisation par dépôt fondu et Polyjet, le Centre fournit des solutions aux industries aérospatiale, biomédicale, défense et génération d'énergie.

De plus, Conflux Technology est un excellent exemple de comment les entreprises peuvent utiliser l'AM pour l'innovation produit. L'impression 3D métal aide l'entreprise à concevoir et fabriquer des échangeurs de chaleur plus efficaces et optimisés pour industries, incluant automobile, sport automobile et aérospatial.

L'AM en Australie est aussi sur une forte trajectoire de croissance pour applications dans les secteurs médical, aérospatial et défense. Par exemple, RUAG Australia collabore sur un projet de deux ans pour explorer les usages de la technologie Direct Energy Deposition (DED) pour la réparation et fabrication de composants d'avion. L'industrie aéronautique australienne pourrait bénéficier significativement du projet de recherche. Le coût total estimé de l'Air Force australienne pour remplacer les pièces d'avion endommagées est de plus de 230 millions AU$. L'utilisation de l'AM métal pour réparer les pièces endommagées pourrait réduire ce coût dramatiquement.

Dans un autre exemple, GE Additive a signé un Mémorandum d'Entente (MoU) avec le Gouvernement de Nouvelle-Galles du Sud (NSW) en Australie, pour développer un centre aérospatial d'impression 3D au Western Sydney Aerotropolis. Dans l'industrie médicale, iOrthotics, spécialisé dans les dispositifs orthopédiques sur mesure, est passé du fraisage polypropylène à l'impression 3D. L'investissement dans les solutions d'impression 3D a permis à iOrthotics d'augmenter sa production tout en éliminant plus de 30 tonnes de déchets plastiques en décharge annuellement.

L'AM offre une opportunité incroyable pour les entreprises australiennes de se différencier et d'être compétitives. Cela signifie que la croissance de cette technologie dans la région continuera, aidant à construire une industrie manufacturière australienne plus compétitive et durable.

Région APAC : un nouveau prétendant au leadership de l'impression 3D

La région APAC reste une opportunité largement inexploitée pour l'adoption de l'impression 3D. Cependant, le statu quo change rapidement, et la région rattrape les leaders mondiaux. La Chine, en particulier, grandit comme un concurrent sérieux aux marchés AM établis aux US et en Europe. L'industrie chinoise de l'impression 3D devrait avoir une valeur de production de 7,68 milliards $, soit un tiers du marché mondial d'ici 2020, selon une prévision du China Industry Information Institute. Si ses taux de croissance se maintiennent à ce rythme, la Chine pourrait devenir le plus grand marché d'impression 3D dans un futur proche.

Aux côtés de la Chine, il y a des perspectives positives pour la Corée du Sud et certains pays de l'ASEAN concernant l'adoption et l'industrialisation de l'AM. Clairement, la plupart de cette croissance dépendra du soutien des gouvernements. Gouvernements nationaux et entreprises doivent prendre la direction de construire un écosystème d'impression 3D. Ultimement, assembler les éléments clés de politiques, recherche, éducation et commercialisation permettra aux économies et industries nationales de tirer parti des technologies de fabrication avancée comme l'impression 3D.