10 tendances clés de l'impression 3D qui stimulent l'innovation en 2020

En 2019, la fabrication additive a accéléré à un rythme sans précédent, débloquant de nouvelles technologies, partenariats et marchés. En entrant en 2020, l'industrie est prête pour une année transformatrice. Voici les dix tendances les plus influentes qui façonneront l'impression 3D dans tous les secteurs.

1. Le paysage de l'impression 3D devient encore plus diversifié

Le Formnext 2019 a mis en lumière l'expansion rapide du secteur, avec 852 exposants — une hausse impressionnante de 35 % par rapport à l'année précédente — représentant un large éventail de startups et d'acteurs établis. Cette progression signale une trajectoire de croissance saine et un appétit croissant pour l'innovation.

De nouveaux entrants comme Spectroplast, spécialiste de l'impression 3D de silicone ; One Click Metal, proposant un système de fusion laser sur lit de poudre abordable ; et Evolve Additive Solutions, spin-off de Stratasys qui a mis au point un processus électrophotographique, ne sont que quelques exemples d'entreprises qui redéfinissent le marché.

Le rapport 2019 d'AMFG sur le paysage de l'industrie de la fabrication additive a identifié plus de 80 fabricants d'imprimantes, dont la plupart ont été lancés au cours de la dernière décennie. Cette tendance devrait se poursuivre, intensifiant la concurrence et accélérant les percées technologiques.

2. Une gamme plus large de matériaux spécifiques aux applications à l'horizon

Une récente enquête de Jabil a souligné que le coût et la disponibilité des matériaux restent des obstacles critiques à la fabrication additive de niveau production. Si les prix peuvent rester stables, l'industrie développe activement de nouveaux polymères conçus pour des besoins industriels spécifiques.

Le Centre d'innovation matériaux de Jabil, inauguré début 2019, est une installation à cycle complet qui transforme les exigences clients en poudres et filaments polymères sur mesure. Cette approche devrait combler l'écart entre les matériaux pour moulage par injection et ceux adaptés à l'impression 3D.

Les grands fournisseurs de matériaux comme BASF et GKN Additive se positionnent de plus en plus comme des fournisseurs de solutions, intégrant l'AM dans leurs chaînes de valeur et renforçant l'industrialisation de la technologie.

3. Attendez-vous à plus d'imprimantes et matériaux polymères haute température

L'année écoulée a vu une montée en puissance des imprimantes haute température de Roboze, Zortrax et Essentium, tirées par la demande de thermoplastiques haute performance comme le PEEK. Ces polymères offrent une résistance exceptionnelle à la chaleur, aux produits chimiques et une grande solidité, mais posent des défis d'impression significatifs.

Les fabricants relèvent ces obstacles en équipant les machines de plateaux chauffants et de buses haute température, élargissant le catalogue de matériaux haute température imprimables et permettant une adoption industrielle plus large.

4. L'impression 3D de composites entre en phase de croissance

Les composites légers et haute résistance sont prisés dans l'aérospatiale, l'automobile, le pétrole & gaz et les biens industriels. La fabrication additive peut rationaliser la production de composites, réduisant coûts et délais par rapport aux méthodes manuelles traditionnelles.

Des entreprises comme Fortify, Impossible Objects et Arevo ont obtenu des financements substantiels et démontré des applications réussies — des cadres de vélo aux composants aérospatiaux. La gamme Fiber de Desktop Metal et une multitude de partenariats matériel-matière soulignent l'élan du secteur.

5. Le logiciel d'impression 3D évolue à un rythme accéléré

Historiquement, le logiciel a pris du retard sur le matériel et les matériaux, forçant les concepteurs à jongler avec plusieurs outils pour la préparation de construction, la simulation et les flux de travail de conception pour l'additif. 2020 verra une montée en puissance de solutions intuitives et intégrées qui rationalisent le pipeline de conception.

Une précision de simulation améliorée, une surveillance en temps réel et des outils de conception conviviaux débloqueront une utilisation en production plus large et ancreront l'impression 3D plus profondément dans les processus de fabrication traditionnels.

6. Le logiciel MES devient essentiel pour une production évolutive

Les lignes de production en série exigent une gestion fluide des flux de travail. La gestion manuelle des ordres de travail et l'inspection post-construction créent des goulets d'étranglement, freinant l'évolutivité.

Les systèmes d'exécution de fabrication (MES) adaptés à l'AM relieront toutes les étapes — de la planification des travaux à l'assurance qualité — dans un écosystème numérique unifié. L'intégration du MES dans les installations d'impression 3D devient un prérequis pour l'industrialisation.

7. L'automatisation du post-traitement prend le devant de la scène

L'automatisation du retrait des supports, du nettoyage et de la finition de surface est cruciale pour la production à haut volume. Des entreprises comme AMT, DyeMansion et PostProcess Technologies ont introduit des solutions qui automatisent le dépoudrage, le vibro-polissage et l'assortiment des couleurs.

L'unité de dépoudrage à venir d'AMT, actuellement en bêta, promet d'éliminer le retrait manuel de la poudre, transformant l'impression 3D en un processus continu et répétable adapté à la fabrication de masse.

8. L'impression 3D à haut volume se rapproche de la réalité

Le binder jetting métallique est la technologie de pointe pour une production rapide, de haute précision et à faible coût. Le X1 160PRO d'ExOne et le Shop System de Desktop Metal devraient être lancés fin 2020, ciblant les pièces automobiles et industrielles à haut volume.

L'impression polymère à haut volume a également connu des percées : le cas des millions de pièces dentaires de HP et la production par 3D Systems de centaines de milliers de pièces pour Align Technology illustrent le potentiel d'évolutivité.

9. Les données deviennent la clé de la répétabilité en impression 3D

La surveillance en cours de processus via des capteurs et caméras intégrés émerge comme un outil vital pour garantir une qualité de pièce constante. Des solutions comme la plateforme de qualité d'impression métallique d'Additive Assurance permettent la capture et l'analyse de données en temps réel.

À mesure que la collecte de données mûrit, les fabricants gagneront en confiance dans la fiabilité de l'AM pour des composants de niveau production.

10. La collaboration accélère l'AM pour la production

Les collaborations industrie-gouvernement-recherche — comme le projet IDAM mené par BMW — visent à démontrer la production AM à grande échelle de pièces automobiles. Les partenariats entre fournisseurs de matériaux, constructeurs de machines et utilisateurs finaux créeront des flux de travail interopérables et rationaliseront la montée en charge.

De tels écosystèmes sont essentiels pour prouver la compétitivité de l'AM et étendre son empreinte sur le marché.

L'impression 3D en 2020 : focus sur l'industrialisation à pleine échelle

2020 cimentera la trajectoire de l'impression 3D vers l'industrialisation. L'investissement continu des acteurs établis et des nouveaux entrants, combiné à une poussée concertée pour surmonter les barrières de coût, de matériaux et de flux de travail, élargira la portée de la technologie et débloquera de nouveaux domaines d'application.

À lire aussi : 20 experts de l'AM partagent leurs prédictions pour 2020.