Les tendances de l’impression 3D en 2021
Après 12 mois mouvementés pour le monde de la fabrication additive, l’année 2021 touche finalement à sa fin. Marquée par le retour des évènements physiques, cette année a permis aux acteurs de l’impression 3D de se retrouver. Plus grand salon dédié à la technologie, le Formnext 2021 a accueilli 17 859 participants, de 75 pays différentes, et plus de 600 exposants de 36 nationalités. Cependant, en cette période de crise sanitaire, nombreuses sont les entreprises qui ont opté pour des évènements hybrides, mêlant physique et virtuel. Un nouveau type de format qui démontre que, malgré le retour des salons, les évènements numériques sont désormais ancrés dans nos habitudes. Ces 12 derniers mois ont également été l’occasion de constater l’impact de la crise sanitaire sur l’industrie de la fabrication additive. D’après le rapport Wohlers 2021, bien que l’industrie soit en croissance par rapport à 2020, elle était nettement inférieure à celle des années précédentes, 7,5 % contre une moyenne de 27,4 %. Enfin, une enquête sur le nombre de ventes d’imprimantes 3D a montré que, même si elles ont augmenté, en particulier pour les imprimantes 3D industrielles, les ventes sont encore à la traîne en 2021 par rapport à 2019.
Tout ceci peut s’expliquer par le nombre d’industries victimes de la pandémie. Le secteur aérospatial, et notamment l’aviation commerciale, a été particulièrement impacté, les voyages aériens ayant été interrompus durant de longs mois. Cette situation a logiquement eu des conséquences sur le marché de la fabrication additive métal, plus durement touché que celui des polymères. Cependant, ces derniers temps, avec la reprise des voyages, ces secteurs ont commencé à se redresser. Mais quelles ont été exactement les tendances de l’impression 3D en 2021 ? Et comment la fabrication additive évolue-t-elle ? Pour y voir plus clair, nous avons examiné de plus près certaines des tendances qui ont marqué l’industrie en 2021, notamment en terme de durabilité, de consolidation et maturation de l’industrie.
Un marché en pleine maturation
Un des faits les plus notables de l’année 2021 est la consolidation des fabricants d’impression 3D ainsi que l’entrée en bourse d’un grand nombre de sociétés. Et logiquement, en parallèle, le monde de la fabrication additive a connu un véritable succès commercial cette année. L’exemple le plus parlant est sans aucun doute Desktop Metal, qui est passée du statut de startup il y a quelques années à celui d’acteur majeur du marché. Dès février, l’entreprise a acquis EnvisionTEC, une société leader dans l’impression 3D DLP, montrant ainsi sa détermination à se lancer sur le marché des résines. Elle a ensuite poursuivi ses acquisitions tout au long de l’année, notamment avec celle d’Aerosint en juillet, qui témoigne de la volonté de s’installer sur le marché des matériaux multiples. Pour couronner le tout, la société a annoncé en août le rachat d’ExOne, un des principaux fabricants d’imprimantes 3D basées sur le procédé de liage de poudre.
Desktop Metal n’a pas été la seule entreprise à évoluer, d’autres acquisitions majeures ont eu lieu au cours de 2021. Protolabs a par exemple racheté 3D Hubs pour 280 millions de dollars tandis que Materialise a acquis Link3D pour 33,5 millions de dollars en novembre. De plus, à l’image de VELO3D, Markforged, Xometry, Shapeways et Essentium, de nombreuses entreprises ont annoncé leur intention d’entrer en bourse. Avec toutes ces acquisitions et importantes sommes, le marché de la fabrication additive semble plus mûr et commence à s’éloigner des startups pour se transformer en entreprises aux moyens plus importants.
Aidro, pionnier de la production en série de systèmes hydrauliques et fluidiques de nouvelle génération par fabrication additive métal, est l’une des sociétés acquises par Desktop Metal cette année (crédits photo : Business Wire)
Le marché est également porté par des investissements qui, selon les rapports, commencent à porter leurs fruits. Dans l’enquête d’Essentium réalisée plus tôt dans l’année, le PDG Blake Teipel revient sur la croissance du marché : « Les entreprises manufacturières ont enfin déchiffré le code de la fabrication additive pour la production à grande échelle de centaines de milliers de pièces, et il n’y aura pas de retour en arrière. Il n’y a plus aucun doute sur le fait que les investissements en fabrication additive méritent un élément central dans les stratégies d’exécution des entreprises qui s’efforcent de surpasser leurs pairs. » D’autant plus que, en 2021, les levées de fonds se sont succédées. DyeMansion, le fabricant de solutions de post-traitement, a levé 14 millions de dollars pour la production de pièces finies, tandis qu’ICON a levé 207 millions de dollars en financement de série B. Après de tels investissements, il sera intéressant d’observer en 2022 comment le marché continue de se développer et de mûrir.
La durabilité, une tendance notable de l’impression 3D en 2021
Parmi les principales tendances de 2021, il est nécessaire de souligner le développement de solutions plus durables. Plus que jamais, les entreprises ont cherché à adopter des solutions plus respectueuses de l’environnement, alors que la crise climatique est au coeur de nombreux sujets d’actualité. La NASA a constaté que les sept dernières années ont été les plus chaudes jamais enregistrées et, selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) des Nations unies, les températures devraient augmenter de 1,5 degré Celsius au cours des deux prochaines décennies. De par sa capacité à limiter la quantité de matériaux nécessaire, la fabrication additive pourrait devenir dans les années à venir une technologie indispensable.
Et la présence de l’AMGTA témoigne de l’importance de la durabilité dans l’industrie. L’AMGTA, ou Additive Manufacturer Green Trade Association, est une organisation commerciale mondiale qui a été créée pour promouvoir les avantages environnementaux de la fabrication additive. Déjà 38 entreprises, dont Stratasys, ExOne, EOS, BASF, Siemens, 3D Systems, GE Additive et d’autres, ont rejoint l’organisation. L’AMGTA était également au premier plan à Formnext cette année. L’organisation est intervenue dans plusieurs conférences pour promouvoir la fabrication additive et ses vertus environnementales. Sherry Handle, directrice exécutive de l’AMGTA, explique le rôle de l’organisation : « Notre mission entre maintenant dans sa troisième année et nous avons maintenant une base solide sur laquelle nous pouvons nous appuyer. En 2023 et au-delà, nous prévoyons de continuer à investir dans des projets de recherche stratégiquement rigoureux sur la durabilité dans la fabrication additive et de travailler avec les membres pour faire de l’AMGTA un élément clé du secteur en se faisant le champion de la durabilité dans l’industrie de la fabrication additive.«
Au fil du temps, le changement semble se profiler. Cette année, de nombreuses innovations visant à rendre les matériaux plus durables ont été réalisées. Cela s’est fait de différentes manières. Certains fabricants se sont tournés vers la fabrication de matériaux à partir de déchets ou d’autres matériaux recyclés afin d’instaurer une économie plus circulaire. Par exemple, Covestro a lancé un TPE conçu à partir de déchets recyclés tandis que Recreus a dévoilé son filament TPU 100% recyclé. Et d’autres projets ont également vu le jour. NonOilen de Fillamentum a été développé pour être le premier filament 100% biodégradable dédié à l’impression 3D. Du côté de Polymaker, Polyterra combine des minéraux organiques avec du PLA, réduisant ainsi de manière significative la teneur en plastique du filament.
Des projets de recherche ont également mis en évidence l’importance de l’impression 3D en ce qui concerne les problématiques environnementales. Le National Renewable Energy Laboratory a notamment travaillé à l’amélioration de la recyclabilité des pales d’éoliennes imprimées en 3D, s’orientant ainsi vers une économie circulaire tout en investissant dans des projets énergétiques plus respectueux de l’environnement. Pour ce qui est de l’automobile, Ford a annoncé cette année qu’il s’associerait à HP pour fabriquer des pièces automobiles à l’aide de matériaux d’impression 3D recyclés. Un projet novateur car il utilise de la poudre recyclée plutôt que du filament. Debbie Mielewski, technicienne chez Ford, explique : “De nombreuses entreprises trouvent d’excellentes utilisations aux technologies d’impression 3D, mais, avec HP, nous sommes les premiers à trouver une application à haute valeur ajoutée pour des déchets de poudre qui auraient probablement été mis en décharge, en les transformant en pièces automobiles fonctionnelles et durables« .
Des projets d’extrusion pour les pièces non polymères
L’une des autres tendances de 2021 est la poursuite de la démocratisation de l’impression 3D, notamment en termes de matériaux non polymères. C’est-à-dire l’importante croissance accordée aux projets d’extrusion (FDM) pour des matériaux comme la céramique et les métaux. Ces deux matériaux sont particulièrement convoités dans le domaine de l’impression 3D car ils peuvent être utilisés pour des pièces destinées à des secteurs variés, comme l’aérospatial et le médical. Cependant, les machines capables d’imprimer avec ces matériaux sont très chères, et les options à bas prix sont plus que limitées.
Comme vous vous en doutez, l’un des plus importants fabricants d’imprimantes 3D métal est Desktop Metal. Mais l’entreprise n’est pas seule. Cette année, un certain nombre d’entreprises ont lancé leurs propres solutions FDM métal. Tout d’abord, les fabricants FDM de polymères les plus connus, dont BCN3D, Ultimaker et Makerbot, ont sorti des filaments métal pour leurs imprimantes, accompagnés de buses et autres pièces spécialement adaptées. Ces options peuvent s’ajouter simplement à leurs machines polymères existantes, réduisant ainsi les coûts, tout en offrant aux utilisateurs une option à moindre coût pour l’impression 3D métal.
En 2021, davantage de solutions FDM de bureau pour les matériaux non polymères ont été développées. Ici, vous pouvez voir la solution Metal X de Markforged (crédits photo : Markforged)
En outre, des solutions complètes sont également disponibles sur le marché, Raise3D et 3DGence ayant annoncé qu’elles lanceraient des imprimantes FDM pour le métal en 2022. À propos de leur décision de lancer la gamme ELEMENT, Sebastian Sczasny, PDG de 3DGence, explique : « Au cours des deux dernières années, la technologie FFF métal a fait des progrès considérables en tant qu’entrée abordable dans le prototypage et la production de pièces métalliques. Le nombre de systèmes de bureau pouvant imprimer des filaments métalliques du marché libre a augmenté, et les principaux acteurs industriels actuels connaissent une croissance constante malgré l’impact économique découlant de Covid-19. » Les imprimantes 3D céramique continuent également à gagner en popularité, à l’image des solutions de Nanoe. De plus, alors que l’impression 3D de métaux et de céramiques continue de gagner en popularité, il semble que ces solutions FDM puissent contribuer à étendre la fabrication additive à de nouvelles industries. Il s’agit d’un moyen moins coûteux et plus facile à utiliser pour introduire les technologies, en particulier pour les débutants en matière d’impression 3D. L’année prochaine, il sera intéressant de voir la réaction à ces solutions d’extrusion de céramique et de métal et de voir si d’autres machines arrivent sur le marché.
L’impression 3D pour la construction : une tendance plus forte que jamais
L’usage de l’impression 3D pour la construction n’est pas une nouveauté. Mais contrairement aux années précédents, de nombreux projets se sont concrétisés cette année. Notre startup 3D du mois de janvier, ICON, a annoncé à elle seule de nombreux projets de constructions au Texas. Depuis leur première maison imprimée en mars 2018, ils ont désormais conçu pas moins de 20 bâtiments.
Mais ICON n’est pas un cas isolé. L’impression 3D a également été utilisée pour répondre aux préoccupations humanitaires, notamment celles liées aux crises du logement. Habitat for Humanity a commencé à travailler sur une maison unifamiliale de trois chambres et deux salles de bain imprimée en 3D en Arizona pour répondre à cette problématique. COBOD a pendant ce temps-là imprimé des maisons en Inde, en Allemagne, en Floride et dans de nombreuses autres zones. Avec 14trees, leur imprimante a notamment été utilisée pour construire une école en Afrique. Et de plus en plus d’entreprises entreprennent des projets similaires. En mars, Twente Additive Manufactring (TAM) et World Housing ont par exemple dévoilé leur projet de village imprimé en 3D au Canada, dans l’espoir de mettre fin au phénomène des sans-abris. Enfin, le projet TECLA de WASP s’est achevé cette année, montrant ainsi une voie à suivre pour un logement véritablement durable.
La TECLA de WASP s’inscrit dans deux de nos tendances en matière d’impression 3D pour 2021 : la construction et la durabilité (crédits photo : WASP).
Au-delà de ces projets, 2021 fût l’année où les maisons imprimées en 3D ont véritablement été commercialisées. En février, SQ4D a mis sur le marché la première maison imprimée en 3D pour 299 999 dollars à Long Island. La célèbre Fibonacci House de TAM est également devenue officiellement la première maison imprimée à être répertoriée sur Airbnb. En 2022, cette tendance se confirmera sans doute et il ne serait pas surprenant de voir ce type de projet se multiplier.
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*Crédits photo de couverture : Pro beam
