Panorama 2020 de la fabrication additive : 240 entreprises façonnant la fabrication numérique

Mise à jour 16/06/2020 : Suite aux retours de la communauté, le panorama inclut désormais neuf entreprises supplémentaires.

Depuis la publication du premier Panorama de la Fabrication Additive par AMFG en 2019, le secteur s'est accéléré rapidement. Pour saisir cette évolution, nous présentons la deuxième édition de notre panorama annuel.

Fin 2019, le marché mondial de la FA était évalué à plus de 10 milliards de dollars. Le matériel et les matériaux d'impression 3D s'étendent aux secteurs industriels, et la pandémie de COVID-19 a accéléré les efforts de transformation numérique. L'impression 3D offre la flexibilité nécessaire pour naviguer dans les perturbations de la chaîne d'approvisionnement et les évolutions de la demande.

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Le Panorama de la Fabrication Additive en 2020

L'édition de cette année présente 240 entreprises et instituts de recherche dédiés à l'industrialisation de l'impression 3D. Le secteur est segmenté en :

• Fabricants de matériel (Polymères, Desktop, Métaux, Composites, Céramiques, Électronique)
• Éditeurs de logiciels (Conception & Simulation, Tranchage & Préparation de données, Flux de travail & MES, Sécurité)
• Fournisseurs de matériaux (Polymères & Composites, Métaux)
• Fabricants de systèmes de post-traitement
• Instituts de recherche

Seules les solutions à vocation industrielle sont incluses ; les imprimantes grand public et les prestataires de services sont exclus pour garder le rapport ciblé. Pour les données sur les prestataires de services, voir notre Enquête sur l'état de l'industrie.

Points clés

Le matériel domine le panorama

Le matériel représente 56 % de l'écosystème FA, porté par l'afflux de nouveaux entrants. Un nouveau segment — les imprimantes 3D composites — a émergé, promettant une croissance significative future.

Les imprimantes 3D métalliques mènent le segment matériel

Les fabricants de machines métalliques représentent 40 % du matériel et 22,5 % du panorama global. Les systèmes laser restent dominants, mais le binder jetting et les imprimantes grand format gagnent du terrain.

Les start-ups accélèrent l'innovation

De nombreuses entrées du panorama sont des start-ups fondées ces cinq dernières années, attirant un intérêt considérable des investisseurs. En 2019, 1,1 milliard de dollars ont afflué vers 77 entreprises FA en phase de démarrage, soutenant principalement le matériel.

La connectivité est un thème critique de l'industrie

L'écosystème FA reste fragmenté, soulignant le besoin de solutions intégrées et connectées permettant des flux de travail de fabrication numérique.

Analyse approfondie par segment

Matériel

Les innovations matérielles continuent de repousser la performance, la vitesse et la fiabilité pour l'usage en production.

Imprimantes 3D polymères

Les systèmes polymères restent la technologie la plus répandue : 72 % des entreprises interrogées utilisent des polymères, contre 49 % pour les métaux. Si le prototypage reste dominant, les imprimantes polymères sont de plus en plus appliquées à l'outillage, aux pièces de rechange et aux composants finis, portées par des thermoplastiques haute performance comme le PEEK et l'ULTEM.

Imprimantes 3D desktop

Les machines desktop — surtout à dépôt de fil fondu (FFF) — restent la plus grande sous-catégorie. Les unités FFF desktop professionnelles offrent désormais des fonctionnalités industrielles comme la double extrusion et les chambres de construction chauffées. Des marques comme Ultimaker, MakerBot, BCN3D et Roboze illustrent la diversité croissante du segment.

Imprimantes 3D métalliques

La fusion sur lit de poudre métallique (PBF) reste la technologie la plus adoptée, bien que les systèmes à binder jetting émergent comme alternatives plus rapides et économiques. Des entreprises comme ExOne, Digital Metal, GE, Desktop Metal et HP élargissent le portefeuille métallique. Un nouveau sous-segment d'imprimantes métalliques compactes, avec une augmentation de 43 % des expéditions en 2019, sert le prototypage fonctionnel et la petite série ; Desktop Metal et Markforged mènent cet espace.

Imprimantes 3D composites

L'impression composite a fait son entrée dans le panorama avec 10 acteurs clés — dont Markforged, Fortify et Anisoprint. La technologie composite automatise un processus à forte intensité de main-d'œuvre, raccourcissant les cycles de conception et ouvrant de nouveaux marchés. Les investissements récents dépassent 150 millions de dollars, soulignant la confiance de l'industrie.

Défis du matériel

Malgré les avancées matérielles, la crise du COVID-19 peut contraindre les dépenses d'investissement. L'analyste Scott Dunham de SmarTech Analysis prévoit une croissance modeste des ventes de matériel en 2020, mais anticipe une utilisation plus élevée des machines existantes pour stimuler les ventes de matériaux.

« Les ventes de matériel ne vont probablement nulle part car les dépenses d'investissement seront sans doute serrées pour le reste de l'année (au moins). Mais nous espérons que les taux d'utilisation rebondiront pour le parc installé existant, stimulant les ventes de matériaux pour de nouveaux matériaux orientés usage final. »

Matériaux

En 2020, la base de données Senvol recense 2 245 matériaux FA, contre 1 700 en 2019. Les polymères restent la classe la plus populaire, mais la demande métallique augmente : 40 % des répondants de l'enquête EY recherchent des alliages standards, 31 % des alliages haute performance. Le coût des matériaux reste une barrière, les polymères et métaux FA restant plusieurs fois plus chers que les alternatives conventionnelles.

Logiciels

L'essor de la FA comme plateforme de fabrication numérique a stimulé des logiciels spécialisés pour la conception, la simulation, la préparation de construction et la gestion de flux de travail.

« L'impression 3D n'est pas nouvelle, avec près de 35 ans d'histoire, mais l'essentiel de l'attention sur les décennies s'est porté sur les plateformes et les matériaux. Ce qui rattrape son retard, c'est le logiciel nécessaire pour mieux prédire, corriger et gérer les pièces imprimées. »

Conception et simulation

Les outils de simulation avancés — optimisation topologique, conception générative — sont de plus en plus appliqués aux secteurs aérospatial, automobile et médical, réduisant les cycles d'essai-erreur.

Préparation de construction

La fragmentation entre trancheurs et outils de post-traitement ajoute de la complexité. Les développeurs de logiciels intègrent désormais ces fonctions en plateformes uniques supportant vérifications d'imprimabilité, orientation de pièce, optimisation allègement, génération de supports et simulation.

Flux de travail et MES

Les systèmes d'exécution de fabrication (MES) émergent pour gérer les opérations FA, assurer la traçabilité et mettre à l'échelle la production. Choisir un MES nécessite d'évaluer la capacité d'intégration et l'évolutivité.

PI et sécurité

Alors que l'impression 3D se généralise, la protection de la propriété intellectuelle devient critique. Les logiciels de sécurité protègent les données de conception à travers le matériel, les départements, les sites et les fournisseurs. Bien que encore de niche, la demande pour des solutions de sécurité dédiées devrait croître.

Post-traitement

La montée en production nécessite un post-traitement automatisé pour surmonter les étapes manuelles chronophages qui font grimper le coût par pièce.

« Le post-traitement a un impact énorme pour permettre aux fabricants d'atteindre leurs objectifs de coûts s'ils poursuivent une production à l'échelle. »

« L'accent doit être mis sur des technologies de post-traitement durables qui automatisent entièrement le flux de travail, une fois les pièces sorties de l'imprimante 3D, éliminant les coûts prohibitifs d'un flux de travail manuel à forte intensité de main-d'œuvre. Ce n'est que lorsque les économies sont réalisées que la production à l'échelle est possible. »

Joseph Crabtree, PDG d'Additive Manufacturing Technologies Ltd.

Des entreprises comme Additive Manufacturing Technologies, DyeMansion, PostProcess Technologies, Rösler et Quintus Technologies sont pionnières dans les solutions automatisées pour le nettoyage, le dépoudrage, la finition de surface et la teinture.

La Fabrication Additive en 2020 : Façonner l'avenir de la fabrication numérique

Depuis sa première édition, le Panorama d'AMFG a suivi une industrie en maturation rapide. Nouveaux entrants, matériaux évolutifs et focus accru sur l'automatisation et la connectivité définissent la trajectoire du secteur. Malgré l'incertitude mondiale, le panorama FA offre d'abondantes opportunités, la collaboration industrielle favorisant la consolidation et la résilience.

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