3D Systems, le spécialiste des équipements 3D, vient de publier un nouveau rapport sur les tendances de la fabrication additive en 2024. Pour cette nouvelle année, les prévisions de la société suggèrent une expansion de cette technologie dans divers secteurs tels que les semi-conducteurs, l’aérospatiale, et les biens de consommation durables.
Connu comme l’un des pionniers et leaders de l’impression 3D industrielle, le géant américain estime que l’augmentation de l’intégration de la fabrication additive dans les procédés de production devrait continuer à contribuer de manière plus efficace à atténuer les perturbations au sein des chaînes d’approvisionnement. Les principaux fabricants reconnaissent de plus en plus que la fabrication additive leur confère un contrôle accru sur leurs chaînes d’approvisionnement grâce à la production locale.
« Cette technologie permet de réduire les coûts en consolidant le nombre de fournisseurs, en évitant le recours à des services logistiques onéreux pour le transport des composants. » commente 3D Systems. « Elle peut également avoir des effets positifs sur l’environnement en réduisant l’empreinte carbone des processus de fabrication »
« La suppression des limitations liées aux performances thermiques stimulera l’innovation… »
Des performances améliorées dans la production de semi-conducteur
(Image par Cambridge_Spark de Pixabay)
L’une des tendances dont 3D Systems prévoit qu’elle va prendre encore plus d’ampleur en 2024, concerne la fabrication additive dans le domaine les semi-conducteurs. Le fabricant estime que cette technologie aura un impact dans les deux domaines clés suivants :
L’accélération du développement : la simplification de la fabrication et des cycles de planification devrait se traduire par un raccourcissement du délai de commercialisation des innovations. Cette situation sera particulièrement évidente pour les fabricants d’éléments à très haute densité comme les mémoires électroniques haut de gamme et les processeurs hautes performances. Des effets positifs devraient aussi être constatés au niveau du rendement des fonderies, qui contribuera à mettre fin aux pénuries.
L’amélioration des performances : En considérant que la fabrication additive facilite la création d’une nouvelle génération d’équipements semi-conducteurs plus performants et précis, cela ouvrira la voie à l’adoption de nouveaux processus nécessitant une consommation énergétique élevée et un refroidissement de haute précision. « Pour atteindre cet objectif, les dissipateurs thermiques et les systèmes de refroidissement produits par fabrication additive devront probablement offrir une efficacité de refroidissement par centimètre carré supérieure à celle obtenue par les méthodes de fabrication traditionnelles. » précise 3D Systems. « La suppression des limitations liées aux performances thermiques stimulera l’innovation, permettant aux fabricants de matériel informatique d’augmenter la densité de calcul dans des espaces identiques. »
« nous voyons les fournisseurs proposer des solutions complètes axées sur les applications, comprenant des matériaux, du matériel informatique, des logiciels et des services »
Un impact majeur dans le secteur des biens de consommation durables
Porte -lunettes imprimé en 3D pour la Peugeot 308 (crédits photo : Peugeot)
Selon les observations faites par 3D Systems sur le segment des biens de consommation durables, la technologie y est déjà présente, mais elle permet de combiner la forme et la fonction plus tôt dans le processus. En facilitant la consolidation des pièces, en accélérant le développement et en apportant une certaine souplesse de conception, la tendance sera de plus en plus de concevoir des produits grand public dont la forme et la fonction sont gérées simultanément. Ceci est notamment dû à la capacité de la fabrication additive à réaliser des conceptions impossibles à obtenir avec les technologies traditionnelles.
La fabrication additive devrait également être plus largement adoptée dans le secteur des produits grand public destinés à la production de masse et non comme simple technologie de prototypage. « Alors que le secteur industriel de la fabrication additive arrive à maturité, nous voyons les fournisseurs proposer des solutions complètes axées sur les applications, comprenant des matériaux, du matériel informatique, des logiciels et des services qui permettent de réaliser des gains d’efficacité considérables. Ces solutions personnalisées permettent ainsi d’augmenter l’efficacité des environnements de production de masse tout en maintenant des coûts raisonnables. » peut-on lire dans le rapport.
Cette approche devrait notamment s’accélérer dans le secteur des connecteurs, dans lequel la fabrication additive peut jouer un rôle non seulement pour soutenir la production dans la « longue
traîne » des SKU, mais aussi la conception de nouveaux connecteurs répondant aux besoins toujours plus importants du marché.
Une accélération de l’adoption de la fabrication additive dans le secteur de l’aérospatiale et de la défense
En tant qu’utilisateur historique de la fabrication additive, et principal avec les secteurs de l’automobile et du médical, l’aérospatiale devrait sans surprise continuer à jouer un rôle majeur. L’une des raisons avancées par 3D Systems est que les tensions géopolitiques mondiales exercent une pression particulière sur les chaînes d’approvisionnement de ces secteurs, avec un niveau d’urgence sans précédent.
Dans l’industrie aérospatiale, de nombreux biens sont produits soit de manière limitée, soit ne sont plus produits, dans la phase de maintien de leur cycle de vie. Les chaînes d’approvisionnement qui s’appuient sur des techniques de fabrication traditionnelles sont contraintes d’augmenter leur capacité ou de se reconstituer.
Les solutions de fabrication additive sont une option intéressante pour augmenter rapidement la capacité de production. De plus, les obstacles techniques à l’entrée sur le marché sont moins importants maintenant que ces solutions ont été validées pour de nombreux matériaux et applications.
« Ces solutions de fabrication additive arrivées à maturité couvrent un large éventail de technologies et de matériaux, dont les métaux, les polymères, les élastomères et les composites »
Dans son rapport, 3D Systems dit avoir également constaté que la technologie était largement adoptée dans les méthodes indirectes qui utilisent des moules et des modèles obtenus par fabrication additive. « En outre, les capacités de la fabrication additive peuvent être avantageuses pour toute entreprise de fabrication moderne, pour produire des gabarits, des outils, des fixations et d’autres aides au travail et à la productivité. Ces solutions de fabrication additive arrivées à maturité couvrent un large éventail de technologies et de matériaux, dont les métaux, les polymères, les élastomères et les composites. »
À mesure que des méthodes plus abouties trouvent leur place dans les applications de production courantes, de nouvelles technologies de fabrication additive sont mises en œuvre. Il convient en particulier de noter l’apparition de nouvelles familles de matériaux. Avec les technologies des métaux, comme la fusion laser sur lit de poudre, la métallurgie computationnelle et d’autres
techniques, nous assistons à l’avènement de nouvelles solutions à des problèmes de longue date liés aux matériaux, telles que la capacité de fonctionner à des températures très élevées ou une meilleure compatibilité avec les processus de fabrication additive.
L’innovation se poursuit également dans le domaine des technologies additives polymères, avec des techniques d’impression améliorées pour des matériaux complexes comme le PEEK, le PEKK et l’Ultem. Les polymères à base de résine progressent également, avec des matériaux désormais robustes, durables et résistants à la dégradation environnementale due aux UV et aux produits
chimiques courants.
« Grâce à ces innovations technologiques, la fabrication additive va commencer à s’imposer dans un plus grand nombre d’applications pour l’aérospatiale et de la défense… » conclut 3D Systems. « Ce qui contribuera à accélérer l’innovation et à atténuer les risques liés au niveau de la chaîne d’approvisionnement. »
