L'avenir de la FA

Perspectives de l'industrie pour 2023 (et au-delà)

Quel avenir pour la fabrication additive ? À quelle vitesse va-t-il se développer et quelles nouvelles applications sont les plus prometteuses ? Les professionnels du développement et de la fabrication de produits de divers secteurs sont avides d'informations pour anticiper la manière dont la technologie et son application continueront à se développer alors qu'ils envisagent des stratégies d'adoption et d'investissement.

Bien que personne ne connaisse l'avenir avec une certitude à 100 %, le simple fait d'étendre les lignes de tendance de la croissance est un bon point de départ. Et une perspective encore plus claire est possible sur la base de décennies d'expérience, d'informations et de données, que Wohlers Associates intègre dans son rapport annuel sur l'industrie de la FA, qui a été publié pour la première fois en 1996.

Il est important de prendre en compte une série de facteurs lors de l'anticipation du développement futur de la FA. Les considérations incluent la santé de l'économie mondiale, les plans d'adoption attendus par les secteurs industriels et les développements nouveaux et potentiellement révolutionnaires dans les machines, les matériaux, les logiciels et les applications.

Le graphique ci-dessus montre la croissance historique jusqu'en 2022, dérivée de données concrètes reçues de centaines d'entreprises dans le monde, ainsi que de nos propres prévisions. Sur la base de ces informations, Wohlers Associates s'attend à ce que l'industrie de la FA dépasse les 100 milliards de dollars pour la première fois en 2032, soit environ six fois plus qu'en 2022 !

Qu'y a-t-il derrière les chiffres ? Les investisseurs et les organisations qui adoptent la FA veulent également savoir ce qui motive les projections de forte croissance. Pour commencer, la FA devrait devenir une méthode plus courante de production de pièces d'utilisation finale, ce qui contribuera à alimenter la croissance. Pour cela, les systèmes deviendront beaucoup plus rapides, ce qui réduira le coût de production par pièce. Le temps de construction contribue largement au coût des pièces, donc doubler la vitesse d'une machine revient presque à obtenir deux pièces pour le prix d'une.

Si les fabricants de systèmes peuvent tenir leurs promesses, l'industrie de la FA pourrait bénéficier des solutions révolutionnaires qu'elle recherche. Cela change certainement l'équation lorsqu'il s'agit de déterminer si la FA convient à une application de production.

L'utilisation de la FA pour les produits personnalisés, uniques et en édition limitée se développe. Nous voyons une gamme impressionnante de pièces et de produits fabriqués pour les chaussures, les lunettes, les bijoux et d'autres produits de consommation. Ajoutez à cela la large gamme de gabarits personnalisés, de montages, de guides, de jauges et d'autres types d'outillage d'usine que d'innombrables entreprises produisent régulièrement.

Depuis plus d'une décennie, on s'attend à ce que l'industrie automobile adopte plus largement la FA pour les applications de production en série. Mais les coûts étaient tout simplement trop élevés pour les voitures et les camions grand public. La société californienne Divergent Technologies Inc. travaille dur pour changer cela. Il imprime déjà en 3D et expédie un châssis en aluminium de 30 kg à Aston Martin, et la société travaille sur plus de 20 plates-formes automobiles supplémentaires.

Une croissance supplémentaire sera tirée par une gamme de secteurs industriels, notamment l'aérospatiale, la santé, l'armée et les drones pour un large éventail d'applications, associées à des modèles commerciaux innovants et à la durabilité. Les machines qui produisent de grandes pièces et structures, en particulier les systèmes de dépôt d'énergie dirigée, gagnent du terrain et devraient contribuer à la croissance de l'industrie au cours des prochaines années.

En 2022, pour la deuxième année consécutive, les poudres polymères ont dépassé le segment des photopolymères. Historiquement, le segment des photopolymères a été le plus important, en partie en raison de sa popularité pour le prototypage et d'autres applications. La fusion sur lit de poudre est considérée comme le processus le plus populaire pour la production de pièces d'utilisation finale, de sorte que la croissance récente des poudres indique une forte adoption de la FA pour les applications de production.

En 2020, les photopolymères et les filaments polymères avaient une part de marché égale. Le métal a été disponible pendant environ la moitié des 35 ans d'histoire de l'industrie et a représenté 18,2 % du revenu total des matériaux en 2022. Le segment « Autres » comprend les céramiques, les cires et les matériaux pour le jet de liant et le laminage de feuilles.

Plusieurs obstacles ont et continueront d'avoir un impact sur la croissance de la FA. Le coût des machines et des matériaux industriels reste important car les deux sont encore relativement chers. Les matériaux affectent particulièrement les coûts de fabrication à mesure que les volumes de pièces augmentent. En petites quantités, le coût des matériaux est beaucoup moins important.

Le post-traitement des pièces et la main-d'œuvre qui y est associée peuvent généralement représenter jusqu'à 30 % du coût total d'une pièce AM. Dans certains cas, en particulier avec des pièces métalliques, cela peut représenter encore plus. L'automatisation peut aider, mais les coûts initiaux peuvent également être élevés, en particulier lorsque les volumes de fabrication sont faibles.

La conception pour la FA (DfAM) est une dépense que les inexpérimentés négligent souvent, mais une telle négligence peut rendre impossible l'élaboration d'une analyse de rentabilisation solide en faveur de la FA. Un exemple de DfAM est la consolidation de plusieurs pièces en une seule, éliminant ainsi les processus de fabrication, l'inventaire, l'assemblage, la maintenance et les documents de certification. Les méthodes de DfAM peuvent améliorer les performances du produit et réduire les matériaux et le poids, parfois de manière significative.

N'importe qui peut faire une prédiction, mais il est beaucoup plus impressionnant et difficile de le faire avec précision. L'impression 3D d'aliments, de médecine personnalisée et d'électronique ne deviendra peut-être pas courante d'ici 2032, mais de telles applications pourraient gagner du terrain d'ici là. Plusieurs entreprises en sont aux premiers stades de l'impression de produits alimentaires, à la fois à partir de plantes et de cellules vivantes d'animaux. Une poignée d'entreprises testent l'impression de médicaments, mais une seule (Aprecia Pharmaceuticals) a commercialisé un produit. L'impression de circuits imprimés efficaces est peut-être plus avancée, mais l'utilisation de la FA pour fabriquer des capteurs, des antennes et d'autres dispositifs électroniques est actuellement en cours.

Imaginez un avenir d'impression de batteries et d'explosifs par l'armée, de numérisation et d'impression de grandes structures d'avions et de casques de construction 3D pour un large éventail d'applications. Les possibilités sont presque infinies.

L'impression de pièces détachées pour le corps humain peut être le Saint Graal, du moins dans un sens métaphorique. Si quelqu'un perd un doigt, un nouveau est imprimé à l'aide de cellules vivantes du patient. Si une valeur cardiaque est endommagée, une version spécifique au patient est imprimée et implantée. Au fur et à mesure que nous vieillissons, les parties du corps seront remplacées par de nouvelles. Les organes et les membres complets sont peut-être plus loin dans le futur, mais la peau, les os, les dents et le cartilage sont à l'horizon.

Une partie de ce que nous envisageons peut ne pas se produire de notre vivant ou pas du tout. Les éléments de base, cependant, sont en place pour que la plupart d'entre eux se produisent. C'est en grande partie une question d'ingéniosité, de financement, de travail acharné et de détermination.

* Note de l'éditeur:Les informations précédentes sont extraites du rapport Wohlers 2023

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