Imprimantes 3D métal : tour d’horizon des fabricants mondiaux

La fabrication additive métal a été l’un des développements les plus importants de l’industrie ces dernières années. En 2018, le rapport Wohlers révélait que l’impression 3D métal avait connu une hausse de 80% des solutions vendues par rapport à l’année précédente, et que ce chiffre continuait de croître. L’année 2018 a marqué le début d’une croissance exponentielle de l’impression 3D métal. Chaque jour, de plus en plus d’acteurs développent leur propre imprimante 3D métal, ce qui a permis de réduire les coûts et de faire apparaitre de nouvelles technologies de fabrication additive. Aujourd’hui, il existe plus de 40 fabricants d’imprimantes 3D métal et nous avons voulu regrouper les principaux. Nous les avons classées par technologie de fabrication additive, que ce soit par fusion sur lit de poudre, par dépôt d’énergie concentrée, par extrusion ou encore par liage de poudre.

Les imprimantes 3D métal reposant sur un lit de poudre

3D Systems

3D Systems est un des géants de l’industrie de l’impression 3D; c’était d’ailleurs la première entreprise à entrer sur le marché avec sa technologie de stéréolithographie dans les années 1980. Depuis, le fabricant américain a accéléré sa croissance et comptabilise un chiffre d’affaires de près de $600M par an grâce à la vente de ses machines. En 2013, il rachète le constructeur français Phenix Systems pour se positionner sur la fabrication additive métal. Leurs imprimantes 3D métal reposent sur la technologie Direct Metal Printing (DMP) par laquelle un laser haute précision vient solidifier une poudre métallique. Parmi cette gamme, on retrouve les modèles ProX DMP 200 et ProX DMP 300 mais aussi la DMP Dental 100 pour le secteur dentaire. 

Aconity3D GmbH et ses imprimantes 3D métal modulables

Depuis 2014, Aconity3D développe des solutions de fusion laser sur lit de poudre modulables. AconityONE, AconityMIDI et AconityMINI peuvent être configurées librement grâce à différents modules, allant de systèmes à double laser jusqu’à quatre, en passant par différentes puissances et solutions de chauffage, jusqu’à un processus de surveillance par capteurs.

Addup

Né en 2015 d’une joint-venture entre le groupe Michelin et la société Fives, Addup a développé une première machine dénommée FormUp 350, reposant sur la fusion laser d’un lit de poudre, et capable de produire des pièces métalliques d’un volume maximal de 350x350x350 mm. Après plusieurs années passées à utiliser la fabrication additive métallique pour ses propres besoins, Michelin se lance ainsi indirectement dans le développement de machines. Parmi les premiers matériaux associés, on retrouve les aciers inoxydables, les aciers maraging, les alliage de Nickel, les alliages de Titane et enfin les alliages d’Aluminium.

Arcam (GE Additive)

Arcam est une autre entreprise détenue majoritairement par GE Additive qui possède plus de 90% de ses actions. Créé en 1997, le fabricant suédois a été le pionnier de la technologie Electron Beam Melting (EBM) c’est-à-dire l’impression 3D par faisceau d’électrons. Il est le seul fabricant d’imprimantes 3D reposant sur cette technologie. Parmi les modèles proposés, on compte l’Arcam A2X qui offre un volume d’impression de 200 x 200 x 380 mm et pèse 1 700 kg. Cette grande imprimante 3D métal a été développée notamment pour l’industrie aérospatiale, afin de créer des pièces solides mais toutefois légères.

Aurora Labs

Le fabricant australien, arrivé sur le marché en 2017, propose l’une des imprimantes métal les plus abordables du secteur, à environ 65 000 $. Il propose aujourd’hui deux machines dans sa gamme, la S-Titanium Pro et le système de production RMP-1. Leurs machines sont basées sur la technologie Multi-layer Concurrent Printing, une technique entre fusion sur lit de poudre et et DED. Selon le fabricant, les machines sont 55 fois plus rapides que n’importante quelle imprimante reposant sur un lit de poudre. Le travail de post-traitement est peu conséquent et l’utilisateur peut facilement obtenir des pièces aux finitions lisses.

Concept Laser (GE Additive)

L’entreprise allemande Concept Laser a été fondée en 2000 par Frank Herzog. 75% de ses actions ont été rachetées en 2016 par GE Additive qui devient alors son principal actionnaire. Ses imprimantes 3D métalliques utilisent la technologie brevetée de la marque, LaserCUSING®, basée sur la fusion laser sur lit de poudre métallique. Ils proposent actuellement 6 imprimantes 3D dans leur gamme, y compris la X Line 2000R, qui, selon la société, est la plus grande imprimante 3D métal du monde. L’imprimante a un volume de construction de 800 x 400 x 500 mm et utilise un système de double laser.

DMG Mori

En plus d’être spécialisée dans l’usinage CNC, l’entreprise DMG Mori s’est lancée dans la fabrication additive et a lancé 4 imprimantes 3D métal. Une d’entre elles utilise une technologie de fusion sur lit de poudre, très proche du DMLS. Les trois autres reposent sur un procédé de jet de poudre et fusion laser au moyen d’une buse comme Lastertec 65 et Lasertec 4300. Les machines de DMG Mori permettent notamment de combiner fabrication additive et soustractive au sein du même équipement.

EOS

EOS (Electro Optical Systems) est une entreprise allemande fondée par Dr Hans J. Langer et Dr. Hans Steinbichler en 1989. Depuis, ils se sont tournés vers la fabrication additive et aujourd’hui, EOS s’est développé dans l’impression 3D plastique avec ses imprimantes 3D SLS mais aussi dans la fabrication additive métal. Ils ont lancé une gamme de machines DMLS qui inclut la Precious M080, l’EOSint M280 et l’EOS M100. La vidéo ci-dessous montre comment l’imprimante 3D métal d’EOS produit des pièces complexes :

Matsuura

Basé au Japon, le fabricant d’imprimantes 3D métal emploie actuellement 300 personnes dans le monde depuis sa création en 1935. Il commercialise des imprimantes 3D hybrides qui combinent des procédés de fraisage CNC et des processus de fabrication soustractive avec de la fabrication additive comme de la fusion sur lit de poudre. L’entreprise vend deux modèles, la LUMEX Avance-25 et la LUMEX Avance-60.

Renishaw

Renishaw est un fabricant anglais d’imprimantes 3D, spécialisé dans le développement de machines industrielles capables de créer rapidement des modèles en métal légers et personnalisés. Depuis qu’il s’est lancé dans la fabrication additive métal, Renishaw a développé 4 imprimantes 3D : la RenAM 500M, la RenAM 500Q, l’AM 250 et l’AM 400. Les machines sont compatibles avec divers matériaux : Titane (Ti6Al4V), Aluminium (AlSi10Mg alloy), Cobalt chrome (CoCr), Acier Inoxydable (316L) et des alliages de nickel.

Sisma

Sisma est une entreprise italienne qui a développé une gamme d’imprimantes 3D métal, baptisée mysint et basée sur la technologie de fusion laser métal (LMF en anglais). 5 machines sont aujourd’hui commercialisées, donc la mysint100 et la mysint300. Les imprimantes 3D Sisma ont été conçues pour répondre aux exigences de 4 industries spécifiques : dentaire, joaillerie, médical et industrie plus global.

SLM Solutions

SLM Solutions est un des principaux fabricants d’imprimantes 3D métal en Allemagne apparu en 2015 – il est d’ailleurs rapidement devenu l’un des leaders sur le marché actuel. Il commercialise aujourd’hui 5 machines, la SLM 500, la SLM 280 2.0, la SLM 2080 Production Series, la SLM 800 et la SLM 125. Elles utilisent la technologie de fusion laser sur lit de poudre, reposant sur la technique brevetée SLM (Selective Laser Melting) et disposent de plusieurs options laser, d’un revêtement bidirectionnel et d’un traitement de la poudre en circuit fermé pour créer des pièces métalliques complexes. 

Trumpf

Trumpf est un autre fabricant allemand qui touche à plusieurs industries dont l’impression 3D. Elle a mis au point des machines basées sur deux technologies différentes. 3 imprimantes utilisent la technologie de fusion métal par laser – un procédé similaire au frittage laser direct de métal. Parmi ces imprimantes, on retrouve la TruPrint 3000. De plus, Trumpf a développé deux imprimantes basées sur la technologie de dépôt de métal direct, dont la TruLaser Cell 3000.

Velo3D

Velo3D est un fabricant américain fondé par Benny Buller qui souhaitait aider les entreprises à adopter les technologies métalliques en développant le logiciel 3D Flow ™. Celui-ci permet d’accélérer le design en impression 3D et de collaborer avec des ingénieurs pour la conception et la préparation de pièces pour impression 3D. Pour compléter ses développements, l’entreprise a créé en 2018 son imprimante 3D Sapphire ™ System, dotée de la technologie brevetée Intelligent Fusion ™, basée sur un lit de poudre. La machine est capable d’imprimer des pièces complexes en utilisant peu de supports, à l’inverse de solutions concurrentes.

Sharebot

L’entreprise italienne Sharebot a été fondée fin 2013. Elle dispose d’un certain nombre d’imprimantes 3D, et la majorité d’entre elles utilisent la technologie FDM. Cependant, ils possèdent également une imprimante métal, la Sharebot metalONE. La Sharebot metalONE utilise le procédé DMLS (Direct Metal Laser Sintering) et est destinée à la recherche et à la production de pièces métalliques de petite et moyenne taille. La surface d’impression est de 65 x 65 x 100 mm et comporte une couche de 5 à 200 microns de hauteur. L’imprimante est compatible avec l’acier 316L et le chrome cobalt (CoCrMo). Sharebot précise que l’imprimante peut être utilisée dans les secteurs des soins dentaires, de la bijouterie et de l’industrie. 

Xact Metal

Fondé en 2017, Xact est situé en Pennsylvanie et opère dans le parc d’innovation de l’université d’État de Penn, qui abrite certaines des plus grandes entreprises technologiques de l’état. Leur objectif est de rendre l’impression 3D métal abordable et de collaborer à long terme avec le gouvernement américain. Ils disposent actuellement de trois imprimantes 3D métal, la XM200C, la XM200S et leur dernier modèle, la XM300C. Les deux premières imprimantes utilisent la technologie de fusion laser sur lit de poudre grâce à leur technologie Xact Core™ en instance de brevet. Pour ce qui est de la XM300C, elle offre un grand volume de construction (10 x 13 x 13 pouces ; 254 x 330 x 330 mm) et deux ou quatre multi-lasers indépendants de haute précision. Xact affirme que cela permet d’imprimer les composants jusqu’à quatre fois plus vite. Enfin, elle est dotée de deux chambres d’alimentation pour réduire le temps de fabrication et augmenter la productivité.

OR Laser

Fondée en 1997, OR Laser est l’un des principaux fabricants allemands. L’entreprise propose plusieurs types de machines laser et ne propose qu’une seule imprimante 3D nommée The Creator. C’est une machine haut de gamme, qui repose sur la fusion laser sur lit de poudre (LPBF), destinée aux pièces nécessitant beaucoup de précision.  L’imprimante est compatible avec un large éventail de matériaux, notamment l’acier inoxydable, l’acier à outils, le chrome-cobalt, l’aluminium, les alliages à base de nickel, le titane ainsi que les métaux précieux. The Creator possède un volume de construction de 100 mm x 100 mm et une épaisseur de couche de 20 – 100 μm.

Les machines par dépôt de métal sous énergie concentrée

Optomec

Optomec est un fabricant américain d’imprimantes 3D métal qui, depuis sa création, a déposé plus de 35 brevets et employé une soixantaine d’employés. Optomec est reconnu pour sa technologie d’impression 3D métal LENS, basée sur le principe de dépôt de métal sous énergie concentrée. Cette société a fabriqué sa première imprimante 3D LENS en 1998. Elle dispose actuellement de 7 solutions d’impression 3D sur métal dont la LENS 450 et la LENS 850-R.

Sciaky

Sciaky est la plus vieille entreprise de notre liste puisqu’elle a été créée en 1939 et fournissait à l’époque des systèmes de soudage pour les avions américains pendant la Seconde Guerre mondiale. Plus récemment, Sciaky a développé sa technologie Electron Beam Additive Manufacturing (EBEAM). Au lieu d’utiliser une poudre métallique comme matériau source, elle utilise des tiges de métal soudées via un faisceau d’électrons. Elle compte aujourd’hui 5 modèles d’imprimante 3D métal, notamment la EBAM 300 et l’EBAM 150.

BeAM

BeAM est un fabricant français basé à Strasbourg. Forte de 15 ans en R&D, BeAM a développé 3 imprimantes 3D métal basées sur une technologie appelée CLAD pour Construction Laser Additive Directe, développée par Irepa Laser. Ce procédé offre la possibilité de réparer des éléments abimés puisqu’il est possible de construire directement sur la pièce. Parmi sa gamme, on retrouve la Modulo 250, la Modulo 400 et la Magic 800. Sachez qu’en juin 2018, AddUp a annoncé le rachat de BeAM.

InssTek

InssTek est un fabricant sud coréen d’imprimantes 3D métal créé en 2001 qui a développé sa propre technologie, la Direct Metal Tooling (DMT) qui se rapproche du dépôt de métal sous énergie concentrée. Le fabricant a lancé trois modèles, la MX-400 qui correspond à son entrée de gamme, la MX-600 et leur plus grande, la MX-1000.

Formalloy

Formalloy est spécialisé dans la fabrication d’imprimantes à dépôt de matière sous énergie concentrée (DED). Depuis sa création en 2016, l’entreprise a considérablement développé cette technologie et est désormais capable de produire des machines remarquables. Le processus DED des séries X et L de Formalloy a un taux de dépôt maximum de 7 kg par heure, une résolution de 0,5 mm, une efficacité de poudre maximum de 95 % et jusqu’à cinq axes d’impression. L’entreprise propose également des fonctions de surveillance en cours du processus ainsi que des solutions OEM auxiliaires. Ces solutions comprennent une tête de dépôt de métal, des dispositifs d’alimentation en matériaux et des lasers. Formalloy offre également un service de fabrication et de réparation de pièces pour ses clients. 

Les imprimantes 3D par extrusion de métal

Desktop Metal

Desktop Metal est une entreprise américaine qui veut réduire le coût et la vitesse de fabrication additive métal. Elle a récemment dévoilé ses deux imprimantes, la Studio System disponible à partir de $120K et la Production System qui coûte $420K. Le fabricant a déjà reçu un investissement global de $200M, notamment de la part de Google, BMW et GE. Elle a développé sa propre technologie baptisée “single pass jetting” qui se rapproche beaucoup du moulage par injection de métal.

Markforged

Markforged a été fondée en 2013 par Greg Mark et s’est d’abord intéressée à l’impression 3D à partir de fibres de carbone. Depuis, l’entreprise s’est lancée dans la fabrication additive métal avec la Metal X. Ce qui la distingue d’autres machines est son coût relativement bas puisqu’elle serait disponible à partir de $100 000. Sa technologie Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM) permettrait de créer des pièces moins chères plus facilement d’un volume d’impression de 250 x 220 x 200 mm. Comme Desktop Metal, son procédé s’inspire de la technologie MIM (pour Metal Injection Molding) déjà largement utilisée dans l’industrie.

Meltio

Meltio a été fondé en 2019 grâce à la collaboration de deux entreprises du secteur de la fabrication additive, Additec et Sicnova. Spécialisée dans le domaine de l’impression 3D métal, la startup basée entre les Etats-Unis et l’Espagne a recours à la technologie 3E Metal Deposition. Un processus qui permet de bénéficier des avantages des technologies de poudre et de fil en une seule et même machine. Produit phare de l’entreprise, la M450 offre justement une grande flexibilité et liberté de conception grâce au processus 3E Metal Deposition, de par sa capacité à fabriquer des pièces avec des tiges métalliques ou avec de la poudre. Il est également possible de combiner les deux matériaux, sans avoir à changer de buse. Enfin, d’après le fabricant, ses machines seraient de loin les plus accessibles du marché de l’impression 3D métal.

Triditive

Triditive est une entreprise espagnole fondée par Mariel Diaz en 2013, qui s’est d’abord concentrée sur la technologie FDM et le développement d’imprimantes 3D en kit. Aujourd’hui, la startup est surtout connue pour sa solution de fabrication additive métal appelée AMCELL. L’objectif principal de Triditive est de faciliter l’adoption de l’impression 3D métal par l’industrie d’aujourd’hui. Plus précisément, la machine de Triditive comporte des modules automatisés basés sur la technologie AMD (Automated Multimaterial Deposition) et est capable de fabriquer des pièces métalliques par extrusion. Ensuite, un processus de frittage est effectué pour obtenir une pièce 100% métallique avec une meilleure qualité de surface. AMCELL a montré le potentiel de la fabrication additive, et en particulier, la fabrication de pièces métalliques avec des procédés optimaux et plus flexibles.

Les autres technologies pour imprimante 3D métal

HP rejoint le marché avec HP Metal Jet

Il y a presque un an, le géant américain HP annonçait le lancement de sa première solution métallique, la HP Metal Jet. Depuis son arrivée sur le marché, HP est devenu l’un des principaux fabricants d’imprimantes 3D industrielles et ne pouvait donc pas passer à côté du métal. La nouvelle machine métallique repose sur la projection d’un liant et d’une poudre métallique, solidifiée couche par couche par une source de chaleur. Le liant est retiré directement dans l’imprimante 3D, tandis que l’étape de frittage doit être effectuée dans un four approprié.

ExOne, une imprimante 3D métal basée sur le liage de poudre

ExOne est une entreprise allemande cotée en bourse, spécialisée dans les imprimantes 3D industrielles. Celles-ci sont principalement utilisées dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique et de l’énergie et reposent sur une technologie de liage de poudre, un liant venant aggloméra la poudre métallique. Actuellement, ExOne commercialise quatre imprimantes :  Innovent, ExOne 25 Pro, ExOne M-Flex et ExOne M-Print.

Digital Metal

Racheté par une entreprise d’extraction de charbon, Höganäs, il y a quelques années, Digital Metal est une entreprise grandissante qui a produit plus de 200 000 objets en métal depuis sa création. Son imprimante 3D métal, la DM P2500 repose sur une technologie de liage de poudre, offrirait un volume d’impression de 203 x 180 x 69 mm et ne nécessiterait pas de supports d’impression. Elle promet une production rapide, flexible et économique.

XJet

XJet est notre seul fabricant israélien, fondé par Hanan Gothait. L’entreprise est principalement connue pour sa technologie innovante NanoParticle Jetting qui pourrait révolutionner la fabrication à base de métal et de céramique. Ses imprimantes 3D permettent de créer un objet en métal en utilisant un matériau composé de fines gouttelettes de métal en suspension dans une encre liquide. Le fabricant israélien produit pour l’instant deux imprimantes, la X Carmel 700 et la X Carmel 1400. La vidéo ci-dessous présente la technologie brevetée :

Xerox

En 2020, Xerox a fait son entrée sur le marché de la fabrication additive en rachetant la startup Vader Systems. Un an après, il a dévoilé sa machine ElemX basé sur un procédé d’impression 3D de métal liquide. Cette solution utilise des fils métalliques qui sont fondus couche par couche pour obtenir la pièce finale. Pour l’instant, elle est compatible avec de l’aluminium mais d’autres métaux devraient progressivement être disponibles.

Pollen AM

Le français Pollen AM a récemment dévoilé deux nouvelles imprimantes 3D, une céramique et une métal. Cette dernière repose également sur le procédé de fabrication indirecte métallique MIM (pour Moulage par Injection de Métal) et utilise des granulés de métal – de l’acier inoxydable 316L, du titane et de l’acier inoxydable 17-4. Leur imprimante 3D métal, la PAM Series M, serait disponible à partir de 68 900€, un prix parmi les plus bas du marché.

Exxadon, l’impression 3D métal submicronique

Exxadon est la filiale de fabrication additive de l’entreprise suisse de nanotechnologie Cytosurge. Elle a développé son imprimante 3D métal, la FluidFM, qui peut imprimer du métal avec une résolution aussi fine que 1 µm, offrant alors un niveau de détails très élevé. Elle aurait également un volume d’impression de 200 x 200 x 200 mm et a été conçue principalement à des fins de recherche.

ADMATEC

ADMATEC est une entreprise hollandaise fondée en novembre 2013 après la réussite d’un projet de recherche en 2012. Elle a développé son imprimante 3D métal, l’AdMetalFlex 130 qui repose sur la technologie Digital Light Processing (DLP). La machine mélange une résine photosensible et une poudre métallique, et utilise un laser pour les fusionner de la même manière que  son imprimante 3D céramique.

Speed3D

Fondé par Byron Kennedy et Steven Camilleri, SPEE3D souhaite faciliter la fabrication de pièces métalliques. C’est pourquoi l’entreprise américaine a décidé de commercialiser ses machines à un prix abordable, et ce dans le monde entier. Pour parvenir à réduire les coûts de ses imprimantes 3D, SPEED3D propose une technologie basée sur l’énergie cinétique et non sur basée sur sur des lasers ou gaz à grande puissance. L’entreprise propose quatre produits, ACTIVAT3D Copper, LightSPEE3D, WarpSPEE3D et SPEE3Dcell, les trois dernières étant des imprimantes 3D métal.

Inetyx

Inetyx est un fabricant français qui a développé une imprimante métal par micro-soudage selon le procédé AMW (Additive Micro Welding). Au lieu d’utiliser de la poudre, cette machine vient déposer des bandes métalliques de section rectangulaire qui vont être micro-soudées par laser. Cette technologie permet ainsi de combiner différents métaux dans une seule et même couche. L’imprimante AMW 300X est dotée d’un volume d’impression de 300 x 300 x 300 mm.

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