Impression 3D : définition, procédé et matériaux

L'impression 3D est une technologie de prototypage et de production numérique qui fabrique des pièces en plastique ou en métal couche par couche. Également appelée fabrication additive, elle consiste à ajouter progressivement de la matière pour construire la pièce, contrairement aux procédés de fabrication soustractifs (comme l'usinage CNC , la découpe laser, la découpe plasma, la découpe au jet d'eau, l'emboutissage, etc.) qui enlèvent de la matière pour obtenir un matériau brut.

Bien qu'inventée dans les années 1980, l'impression 3D a pris une importance considérable au XXIe siècle, l'impression 3D plastique devenant une méthode de prototypage importante et la fabrication additive métallique de haute qualité étant désormais courante dans des secteurs comme l'aérospatiale et la médecine.

Les imprimantes 3D, bien que fonctionnant différemment, partagent généralement certaines caractéristiques fondamentales. Toutes sont contrôlées par des instructions informatiques (sous forme de code G) et transforment une matière première (poudre métallique, résine liquide ou filament thermoplastique, par exemple) en une nouvelle forme, couche par couche, jusqu'à l'obtention d'un objet 3D complet.

Bien que la fabrication additive de qualité industrielle soit en plein essor, les imprimantes 3D restent principalement utilisées pour le prototypage. Cela s'explique par leurs faibles coûts de démarrage, l'absence de besoin en outillage et leur rapidité d'impression pour les pièces uniques.

Ce guide sur l'impression 3D aborde les principes fondamentaux de cette technologie, notamment les procédés clés, les matériaux, les avantages par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles et les applications courantes.

Matériaux d'impression 3D

Filaments thermoplastiques (FDM)

La grande majorité des matériaux utilisés en impression 3D FDM sont des filaments thermoplastiques disponibles en bobines de différentes tailles. Les thermoplastiques fondent lorsqu'ils sont chauffés, puis se resolidifient en refroidissant sans que leur composition chimique ne soit modifiée ; cela les rend parfaitement adaptés à l'impression 3D par extrusion.

L'acide polylactique (PLA) est un filament thermoplastique polyvalent couramment utilisé en impression 3D FDM. Il possède un point de fusion bas et est respectueux de l'environnement. L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), qui a un point de fusion plus élevé mais s'extrude plus facilement, est une autre option populaire. Parmi les autres matériaux d'impression 3D FDM courants, on trouve le PETG et le PC.

Alors que la plupart des thermoplastiques imprimables sont rigides, certains filaments flexibles FDM, tels que le TPE et le TPU, conviennent aux pièces de type caoutchouc.

filaments composites (FDM)

De nombreuses imprimantes 3D FDM sont capables d'imprimer des thermoplastiques renforcés par des additifs tels que des fibres de verre ou de carbone. Ces matériaux peuvent présenter une résistance bien supérieure à celle des thermoplastiques ordinaires (cependant, étant donné que les morceaux de verre ou les fibres coupées sont orientés de manière aléatoire, les matériaux sont généralement moins résistants que les fibres continues imprimées, qui nécessitent une technologie d'impression dédiée et coûteuse).

Résines liquides (SLA, DLP)

Les matériaux utilisés pour les procédés d'impression 3D par photopolymérisation en cuve, tels que la stéréolithographie (SLA) et la technologie DLP, se présentent sous forme de résines photosensibles liquides contenant des monomères, des oligomères et des photo-initiateurs. Ces résines sont polymérisées par une source lumineuse pour former des pièces imprimées solides.

Il existe différentes résines pour répondre à différents besoins — certaines sont totalement transparentes, d'autres offrent une meilleure résistance aux chocs — mais elles ne portent pas de noms universels comme les thermoplastiques. En effet, les différents fabricants de résines pour impression 3D produisent des mélanges différents, souvent désignés par des appellations simples comme « résine standard » ou « résine transparente ».

Poudres de nylon/polyamide (SLS)

Le matériau d'impression 3D SLS le plus couramment utilisé est le nylon, un thermoplastique technique qui produit des pièces imprimées en 3D solides, rigides et durables.

Les imprimantes 3D SLS utilisent le nylon en poudre pour le frittage. Plusieurs types de poudres de nylon (et autres poudres) sont compatibles. Le nylon 12 est un matériau polyvalent idéal pour la fabrication de pièces et le prototypage, tandis que le nylon 11 est particulièrement résistant et ductile. Le nylon chargé d'aluminium et le TPU sont d'autres options pour l'impression 3D SLS.

Poudres métalliques (SLM, DMLS)

Les procédés de fabrication additive métallique, comme la fusion sélective par laser (SLM), sont compatibles avec les poudres métalliques qui peuvent être fondues par le faisceau laser de l'imprimante. Ces poudres sont souvent produites par atomisation gazeuse, ce qui génère des particules sphériques à écoulement facile.

Une grande variété de métaux sont disponibles sous forme de poudres pour l'impression 3D, notamment pour la fusion sélective par laser (SLM) et d'autres procédés de fusion sur lit de poudre. Parmi ces métaux figurent des alliages de titane haute résistance et haute température, des alliages d'aluminium, des aciers inoxydables, des alliages cobalt-chrome et des alliages de nickel.

Logiciel d'impression 3D

Les imprimantes 3D sont des machines numériques, et les logiciels jouent donc un rôle essentiel dans le processus d'impression 3D. Bien qu'il existe un certain chevauchement entre les différents types de logiciels d'impression 3D (certaines suites logicielles contiennent de nombreux outils différents), on distingue quatre grandes catégories : la modélisation 3D, la réparation des fichiers STL, le découpage et la gestion des impressions.

Logiciel de modélisation 3D

Les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO), parfois appelés logiciels de modélisation 3D, sont utilisés pour concevoir des modèles 3D sur un écran d'ordinateur qui peuvent finalement être transformés en objets physiques imprimés en 3D.

Ce type de logiciel permet de modéliser visuellement des formes 3D, en sélectionnant des paramètres ou en écrivant du code. Il peut inclure des outils de modélisation automatique, l'intégration de logiciels de FAO et des outils de simulation.

Parmi les logiciels de modélisation 3D couramment utilisés pour l'impression 3D, on trouve TinkerCAD et Fusion 360 (tous deux d'Autodesk), SolidWorks de Dassault Systèmes, Rhino et Blender.

logiciel de réparation STL

Les logiciels de réparation STL ou de réparation de maillage — parfois fournis avec des logiciels de CAO ou de découpe — sont conçus pour analyser et réparer les fichiers imprimables en 3D afin de faciliter une impression fluide.

Parmi les logiciels de réparation STL autonomes les plus populaires, citons Magics de Materialise et Netfabb/Meshmixer d'Autodesk, tandis que Fusion 360 et Blender, mentionnés précédemment, sont fournis avec des outils de réparation STL.

Logiciel de découpage

Les logiciels de modélisation 3D créent des fichiers maillés contenant des informations sur un modèle 3D, mais une imprimante 3D ne peut pas traiter ces fichiers. C'est là qu'interviennent les logiciels de découpe pour imprimantes 3D.

Le logiciel de découpe découpe un maillage 3D en couches individuelles qui peuvent être imprimées en 3D en séquence, et exporte les données relatives à ces couches sous forme de code G, qu'une imprimante 3D peut lire et exécuter.

Slic3r, Cura et Repetier sont tous des logiciels de découpe couramment utilisés pour l'impression 3D.

logiciel de gestion d'impression

Certains utilisateurs d'imprimantes 3D — notamment ceux qui utilisent plusieurs imprimantes simultanément — peuvent avoir besoin d'un logiciel de gestion d'impression 3D pour gérer les travaux d'impression, superviser les performances et l'état des machines et contrôler les stocks de matériaux.

Les outils de gestion d'impression comprennent des outils web conviviaux comme OctoPrint, jusqu'aux systèmes d'exécution de fabrication additive (MES) professionnels comme Materialise Streamics et Oqton FactoryOS.

Quels sont les avantages de l'impression 3D ?

L'impression 3D présente de nombreux avantages par rapport à d'autres procédés comme l'usinage CNC et le moulage par injection. En voici quelques-uns :

• La vitesse: L'impression 3D est notamment l'une des méthodes de fabrication les plus rapides pour le prototypage rapide de pièces uniques. Les fichiers numériques peuvent être envoyés à une imprimante 3D avec une préparation minimale. Cela peut conférer aux entreprises un avantage concurrentiel, en raccourcissant les cycles de R&D et les délais de commercialisation.
• Coût : L'impression 3D, ne nécessitant aucun outillage coûteux, est très économique pour la fabrication de pièces uniques ou de petites séries. De plus, le gaspillage de matière est minime, le procédé étant additif et non soustractif.
• Liberté géométrique : L'impression 3D est soumise à moins de contraintes de conception que des procédés comme le moulage par injection, ce qui permet de réaliser des motifs complexes et même des sections internes complexes. C'est particulièrement vrai pour les procédés sur lit de poudre comme le frittage sélectif par laser (SLS), puisque la poudre soutient la structure imprimée de tous côtés.
• Cohérence: Bien que l'impression 3D soit souvent utilisée pour des pièces uniques et des prototypes, elle produit en réalité des copies très homogènes, car la qualité des pièces ne dépend pas de facteurs tels que la durée de vie du moule ou l'usure des outils.

Les limitations de l'impression 3D incluent la lenteur pour les grands volumes, la résistance limitée des pièces par rapport aux procédés soustractifs et de formage, le coût des matériaux (le filament FDM est plus cher que des volumes équivalents de granulés de moulage par injection, par exemple), la gamme de matériaux limitée et les options de coloration limitées.

Quelles sont les applications de l'impression 3D ?

L'impression 3D trouve des applications dans de nombreux secteurs, tant pour le prototypage rapide que pour la production en petites séries. Vous trouverez ci-dessous six applications de l'impression 3D et des exemples concrets.

Prototypage rapide

Dans tous les secteurs industriels, l'une des principales applications de l'impression 3D est le prototypage rapide de nouvelles pièces lors des phases de recherche et développement. Aucune autre technologie n'est aussi bien adaptée à la fabrication instantanée de pièces en plastique ou en métal, même hors des environnements industriels traditionnels.

Les imprimantes 3D peuvent être utilisées en interne par les entreprises, tandis que certaines entreprises préfèrent commander des prototypes imprimés en 3D par l'intermédiaire de prestataires de services.

médicament

L'impression 3D permet de fabriquer des composants médicaux tels que des implants en titane sur mesure et des guides chirurgicaux (SLM), des prothèses imprimées en 3D (SLS, FDM) et même des tissus humains bio-imprimés en 3D. Les composants d'équipements et de machines médicales — appareils de radiographie, IRM, etc. — peuvent également être imprimés en 3D.

Des technologies comme la stéréolithographie (SLA) et le frittage laser sélectif (SLS) sont également largement utilisées dans l'industrie dentaire pour les modèles, les prothèses et les restaurations.

Industrie aerospatiale

L'industrie aérospatiale a largement adopté la technologie d'impression 3D, car elle permet de fabriquer des pièces très légères présentant un excellent rapport résistance/poids. Parmi ces pièces, on trouve des composants simples comme les cloisons de cabine (SLS), mais aussi des composants de moteur révolutionnaires (SLM), tels que l'embout d'injecteur de carburant imprimé en 3D, développé et fabriqué par GE.

Automobile

Les constructeurs automobiles utilisent régulièrement les imprimantes 3D pour fabriquer des pièces détachées et des réparations uniques, ainsi que des prototypes rapides. Parmi les pièces automobiles courantes imprimées en 3D, on trouve les supports, les éléments de tableau de bord et les composants d'antenne (FDM).

Des exemples plus extrêmes incluent des voitures dotées de grands composants structurels métalliques imprimés en 3D, comme les premiers modèles de la start-up automobile Divergent.

Bijoux et art

Les technologies d'impression 3D comme la SLA sont largement utilisées (en tant que procédé de fabrication indirect) dans la production et la réparation de bijoux, tandis que pratiquement tous les types d'imprimantes 3D peuvent être utilisés pour créer des œuvres d'art et des sculptures.

Construction

Les progrès réalisés dans le domaine de la fabrication additive de qualité industrielle ont élargi le champ d'application de cette technologie dans la construction et l'architecture. L'impression 3D de béton, qui fonctionne un peu comme la technologie FDM mais avec des extrudeuses à buse très large, joue un rôle dans ce secteur, mais des technologies d'impression 3D plus courantes comme la fusion sélective par laser (SLM) peuvent être utilisées pour fabriquer des éléments tels que des structures de ponts.

Formats de fichiers d'impression 3D

Les pièces imprimées en 3D peuvent être conçues à l'aide de logiciels de CAO standard, mais les imprimantes 3D ne peuvent lire que certains formats de fichiers. Il existe quatre principaux formats de fichiers d'impression 3D lisibles par machine.

STL : De loin le format de fichier le plus courant pour l’impression 3D, le STL contient des informations sur la géométrie de la pièce sous forme de triangles emboîtés. Il ne contient pas d’informations telles que la couleur, le matériau ou la texture. La taille du fichier est proportionnelle au niveau de détail, ce qui peut poser problème.

OBJ : Moins répandu que le format STL, le format de fichier OBJ encode la géométrie des modèles 3D et peut inclure des courbes et des surfaces de forme libre, ainsi que des pavages. Il peut également contenir des informations sur la couleur, le matériau et la texture, ce qui le rend utile pour les procédés d’impression en couleur.

3MF : Inventé par Microsoft, le format 3MF est un format XML qui se caractérise par des fichiers de petite taille et un bon niveau de prévention des erreurs. Bien qu’il ne soit pas encore largement répandu, il est pris en charge par des entreprises telles que Stratasys, 3D Systems, Siemens, HP et GE.

AMF : Successeur du format STL, AMF est beaucoup plus léger et permet la tessellation de triangles courbes et plats, facilitant ainsi l’encodage de pièces détaillées de formes variées. Son adoption a été lente depuis son lancement.

Paramètres et spécifications d'impression 3D

L'impression 3D utilise une terminologie spécifique qui peut dérouter les débutants. Ces termes font référence aux paramètres et/ou spécifications de l'imprimante, qui peuvent influencer le rendu des pièces imprimées en 3D.

Remplissage

Lors de la fabrication de pièces imprimées en 3D, il peut être nécessaire de spécifier un pourcentage de remplissage, qui correspond à la densité interne de la pièce. Un faible pourcentage de remplissage donnera une pièce presque creuse, avec un minimum de matière pour la maintenir ; un pourcentage de remplissage élevé donnera une pièce solide, dense et plus lourde.

Hauteur de couche

La hauteur de couche, parfois appelée résolution sur l'axe Z, correspond à la distance entre deux couches 2D successives d'une pièce. Plus la hauteur de couche est faible, plus la résolution est fine (et le niveau de détail maximal possible) le long de l'axe Z, c'est-à-dire de haut en bas. Une faible hauteur de couche est un gage de qualité pour une imprimante, mais il est possible d'opter pour des hauteurs de couche plus importantes pour une impression plus rapide et plus économique.

Vitesse d'impression

La vitesse d'impression d'une imprimante, mesurée en millimètres par seconde, indique la vitesse à laquelle la machine traite le matériau. À l'instar de la hauteur de couche, cette valeur peut correspondre à la vitesse maximale de l'imprimante ou être définie par l'utilisateur : une vitesse d'impression plus lente permet généralement d'obtenir des impressions plus précises.

Température d'impression

Pour les procédés comme le dépôt de filament fondu (FDM), la température d'impression désigne généralement celle de la buse, la partie de la tête d'impression qui chauffe le filament thermoplastique. Certaines imprimantes FDM sont également équipées d'un plateau chauffant, dont la température est spécifiée par le fabricant. Dans les deux cas, la température est généralement réglable par l'utilisateur.

Résolution

En impression 3D, la résolution désigne presque toujours le plus petit déplacement possible le long des axes X et Y (largeur et profondeur), que ce soit par un faisceau laser (SLA, SLM, etc.) ou par une tête d'impression (FDM). Cette valeur est plus difficile à mesurer que la hauteur de couche et n'y est pas toujours proportionnelle.

Coquilles

À l'instar de l'épaisseur des parois en moulage par injection, l'épaisseur de la coque désigne l'épaisseur de la paroi extérieure d'une pièce imprimée en 3D. Lors de l'impression 3D, l'utilisateur doit généralement sélectionner un nombre de coques : une coque correspond à l'épaisseur de la buse de l'imprimante 3D ; deux coques correspondent au double de cette épaisseur, etc.

Impression 3D en couleur

L'impression 3D étant principalement utilisée pour le prototypage, les impressions monochromes suffisent dans la plupart des cas. Il existe cependant quelques options pour l'impression 3D couleur, notamment les imprimantes à jet de matière haut de gamme, les imprimantes FDM multi-extrudeuses et les techniques de post-traitement.

technologies de jet d'eau

Les principaux fabricants d'impression 3D, tels que Stratasys, 3D Systems et Mimaki, ont développé des imprimantes 3D à jet de matière et à jet de liant capables d'imprimer des modèles 3D en couleur, à l'instar des imprimantes jet d'encre 2D. Toutefois, ces machines sont onéreuses et les pièces obtenues ne présentent pas toujours d'excellentes propriétés mécaniques.

Multi-extrusion

Plusieurs imprimantes 3D FDM sont équipées de deux têtes d'impression (ou plus), permettant d'imprimer simultanément deux bobines de filament — de couleurs différentes, voire de matériaux différents — sur une même pièce. Cette solution est simple et économique, mais généralement limitée à deux couleurs.

Remplacement du filament

Il est possible de réaliser des impressions multicolores avec une imprimante 3D FDM à extrudeuse unique. Cela implique d'interrompre l'impression à certains moments et de remplacer la bobine de filament par une bobine d'une couleur différente. Cette méthode d'application de la couleur est très lente et ne permet pas un contrôle précis du dépôt de chaque couleur.

Ajout de couleur après impression

De nombreuses pièces imprimées en 3D peuvent être teintées, colorées ou peintes après impression. Bien que cela ajoute une étape au processus, cette solution offre souvent le meilleur compromis entre qualité et coût.

Post-traitement des pièces imprimées en 3D

De nombreuses pièces imprimées en 3D nécessitent un post-traitement après leur impression. Ce post-traitement peut inclure des étapes essentielles comme le retrait des supports ou des finitions esthétiques optionnelles telles que la peinture. Certaines étapes sont communes à la plupart des technologies d'impression 3D, tandis que d'autres sont spécifiques à une technologie.

Suppression du support

Les technologies d'impression 3D comme le FDM et le SLA nécessitent l'impression de structures de support (entretoises verticales entre le plateau d'impression et la pièce elle-même) afin que l'objet imprimé ne s'effondre pas pendant sa fabrication.

Ces supports doivent être retirés une fois la pièce terminée. Certaines imprimantes, comme les imprimantes FDM à double extrusion, peuvent imprimer les supports dans un matériau soluble, ce qui permet de les détacher facilement de la pièce à l'aide de produits chimiques liquides. Les supports non solubles doivent être découpés manuellement, ce qui laisse une marque qui peut nécessiter un ponçage.

Lavage et élimination de la lessive

Certaines technologies d'impression 3D (comme la stéréolithographie) laissent un résidu collant sur les pièces, tandis que d'autres (comme la fusion sélective par laser ou le frittage sélectif par laser) peuvent laisser des traces de poudre. Dans ces cas, les pièces doivent être lavées (manuellement ou avec une machine dédiée) ou dépoussiérées à l'air comprimé.

Traitement thermique

De nombreuses technologies d'impression 3D clés permettent d'imprimer des pièces dans des matériaux qui, à leur sortie du plateau d'impression, ne sont pas encore dans leur état chimique final. On les appelle parfois des pièces « vertes ».

De nombreuses pièces métalliques imprimées en 3D nécessitent un traitement thermique après impression afin d'améliorer la fusion des couches et d'éliminer les contaminants. Les imprimantes 3D à jet de liant, par exemple, produisent des pièces qui requièrent un déliantage et un frittage après impression pour éliminer le liant polymère présent à l'intérieur des pièces métalliques.

Certaines pièces imprimées en 3D en résine nécessitent une post-cuisson après impression pour augmenter leur dureté et les rendre utilisables.

Traitement de surface

Les pièces imprimées en 3D peuvent bénéficier de nombreuses techniques de finition de surface, allant des procédés de texturation comme le ponçage et le lissage aux procédés visuels comme la peinture et la coloration. Certaines technologies, comme le dépôt de fil fondu (FDM), peuvent produire une surface assez rugueuse nécessitant un ponçage, tandis que d'autres, comme la stéréolithographie (SLA), produisent une surface beaucoup plus lisse. Consultez notre liste complète de services de finition de surface pour plus d'informations.

Combiner l'impression 3D avec d'autres technologies

L’impression 3D ne doit pas nécessairement être utilisée comme un procédé isolé. Au lieu d’être perçue comme une alternative à l’usinage CNC et au moulage par injection, elle peut en réalité compléter ces autres procédés de fabrication. Voici quelques exemples de combinaisons :

Impression 3D de la partie principale d'une pièce, puis usinage CNC des détails de précision pour des tolérances plus strictes.

Impression 3D d'un modèle maître pour le moulage à la cire perdue ou le moulage sous vide

Impression 3D d'un composant, puis moulage par injection d'une structure par-dessus avec surmoulage.

Il existe des systèmes de fabrication hybrides qui combinent l'impression 3D à d'autres technologies. L'INTEGREX i-400 AM de Mazak et la Lasertec DED de DMG MORI, par exemple, peuvent réaliser à la fois l'impression 3D et le fraisage CNC.

L'impression 3D remplacera-t-elle les autres procédés de fabrication ?

Les analystes spéculent depuis longtemps sur la possibilité que l'impression 3D rende obsolètes d'autres procédés de fabrication, notamment :

Usinage

Moulage

Casting

Cependant, malgré les efforts des fabricants de matériel de fabrication additive pour positionner l'impression 3D comme une technologie de production de bout en bout (voir, par exemple, l'initiative Industrie 4.0 d'EOS), dans la pratique, l'impression 3D reste limitée à certaines tâches de fabrication spécifiques, notamment la fabrication en petites séries dans des matériaux spécifiques.

L'impression 3D a incontestablement supplanté d'autres procédés dans certains domaines. Par exemple, le prototypage rapide de plastiques bon marché comme l'ABS est désormais dominé par l'impression 3D, car imprimer de l'ABS est moins coûteux que de l'usiner. L'impression 3D semble également s'être imposée comme l'outil idéal pour la fabrication d'objets tels que les implants médicaux en titane sur mesure : la rapidité et la flexibilité géométrique de l'impression 3D sont difficiles à égaler dans des situations spécifiques comme celle-ci.

Néanmoins, des procédés comme l'usinage CNC restent actuellement plus performants pour la production de pièces et de prototypes de haute qualité en matériaux techniques tels que le POM, le PEI, le PPS et le PEEK, tout en offrant une finition de surface bien supérieure à celle de l'impression 3D. De plus, des procédés comme le moulage par injection demeurent infiniment plus rapides pour la production en série de composants plastiques simples.

Par ailleurs, alors que la fabrication additive connaît certaines des avancées technologiques les plus importantes dans le secteur manufacturier — lui permettant de s'imposer davantage dans l'ensemble du secteur —, des procédés plus établis comme l'usinage CNC et le moulage par injection sont également perfectionnés pour produire des pièces de meilleure qualité.

L'impression 3D continuera de capter une part croissante des emplois manufacturiers, mais elle ne remplacera pas complètement les autres technologies.

À quoi ressemblait l'impression 3D il y a 10 ans ?

Il y a dix ans, l'industrie naissante de l'impression 3D se préparait à ce qu'elle pensait être une révolution : une imprimante 3D dans chaque foyer, permettant aux familles d'imprimer en 3D de nouveaux objets dont elles pourraient avoir besoin, comme une pièce de rechange pour leur réfrigérateur, un nouveau jouet pour leurs enfants, ou même des composants pour construire une deuxième imprimante 3D.

Entre 2012 et 2014 environ, les fabricants d'imprimantes 3D FDM, comme MakerBot, ont commercialisé leurs produits de manière agressive auprès du grand public, tentant de convaincre les utilisateurs qu'une imprimante 3D pouvait améliorer leur quotidien, tant personnel que professionnel. Cependant, il était évident que ces entreprises cherchaient à exploiter l'effet de nouveauté de l'impression 3D et que leurs produits avaient peu d'utilité pratique. Un communiqué de presse de MakerBot datant de 2012 semble le confirmer : « Fabriquez un jeu d'échecs complet d'une simple pression sur un bouton. Vos amis, camarades de classe, collègues et votre famille seront impressionnés par vos créations ! »

Quelques années plus tard, cette soi-disant révolution de l'impression 3D avait manifestement échoué, et de nombreux fabricants d'imprimantes 3D ont commencé à réorienter leurs objectifs, passant du marché grand public aux marchés professionnels et industriels, où il existait des applications plus concrètes (et lucratives) de la technologie additive.

De plus, les acteurs déjà présents dans le secteur professionnel et industriel — des entreprises comme 3D Systems et Stratasys — ont commencé à tenter de déconstruire l'idée de l'impression 3D en tant que technologie de prototypage, la positionnant plutôt comme un outil de production de masse viable (ce qui pourrait évidemment être plus lucratif pour l'industrie de l'impression 3D, puisque les fabricants seraient censés remplir des usines entières d'imprimantes 3D, acheter des logiciels de gestion d'imprimantes 3D et embaucher des consultants en impression 3D).

À quoi ressemblera l'impression 3D dans 10 ans ?

Les entreprises spécialisées dans l'impression 3D ont renoncé à l'idée d'installer une imprimante 3D dans chaque foyer. Cependant, d'ici dix ans, elles peuvent s'attendre à voir une forme ou une autre de fabrication additive se généraliser dans un plus grand nombre d'usines.

Bien que l'impression 3D soit moins un sujet de conversation parmi le grand public aujourd'hui qu'en 2012, cette technologie continue de se développer rapidement dans le monde professionnel et industriel.

D'après un rapport récent du cabinet d'études de marché 3DPBM Research, le marché de la fabrication additive métallique devrait passer de 1.6 milliard de dollars en 2020 à 30 milliards de dollars d'ici 2030. Cette croissance s'explique principalement par le repositionnement de la fabrication additive comme outil de production et le développement de matériaux d'ingénierie plus performants. (Cela étant dit, l'impression 3D restera un outil de prototypage précieux dans de nombreux secteurs, et les applications de prototypage bénéficieront tout autant des progrès technologiques.)

Cependant, la fabrication additive métallique n'est pas la seule à connaître une croissance significative. Des technologies comme Multi Jet Fusion de HP ont ouvert de nouvelles perspectives dans l'impression plastique, tandis que des entreprises innovantes telles que Carbon ont développé des procédés novateurs à haute vitesse dans le domaine de la photopolymérisation. Des secteurs de niche comme la bio-impression 3D et la micro-impression 3D sont également en plein essor, tandis que l'impression 3D composite (par exemple, l'impression 3D de fibres de carbone continues) est elle aussi en plein développement : IDTechEX prévoit que le marché de l'impression 3D composite atteindra 1.7 milliard de dollars d'ici 2030.

En résumé, l'impression 3D deviendra progressivement un concurrent sérieux pour les autres procédés de fabrication dans de nombreuses disciplines.

Comment l'impression 3D se développe-t-elle en Chine ?

Bien que la Chine ne compte que quelques fabricants d'imprimantes 3D notables — UnionTech (SLA), Farsoon (DMLS, SLS), Shining 3D (FDM, DLP) et Creality (FDM, DLP, SLA) sont parmi les noms les plus connus — la Chine et la région Asie-Pacifique constituent l'un des marchés de l'impression 3D à la croissance la plus rapide, témoignant d'une adoption généralisée (en partie grâce aux incitations gouvernementales).

Actuellement, l'activité de fabrication additive en Chine est concentrée à Shanghai, Xi'an, dans le Guangdong (où se trouve le siège de 3ERP) et dans la région économique de Bohai, qui comprend Tianjin, le Hebei, le Liaoning et le Shandong. Certaines grandes entreprises occidentales de fabrication additive, comme 3D Systems, Stratasys et EOS, sont implantées à Shanghai.

Bien que la production d'imprimantes 3D chinoises soit dominée par les technologies FDM et résine, environ la moitié des imprimantes vendues en Chine sont destinées à un usage industriel (par opposition à un usage personnel ou professionnel à petite échelle).

En octobre 2020, la société d'études de marché CONTEXT a constaté que le marché chinois de l'impression 3D avait été beaucoup plus résilient face à la pandémie que les autres marchés et jouait un rôle majeur dans la reprise du marché mondial de l'impression 3D.

Comment externaliser les services d'impression 3D ?

L’investissement dans le matériel et les logiciels d’impression 3D ne convient pas à toutes les entreprises, et de nombreuses entreprises prospères sous-traitent leurs besoins en impression 3D à des tiers, tels que des agences de services d’impression 3D en ligne (pour des projets ponctuels) ou des partenaires de prototypage et de fabrication comme 3ERP (pour des projets ponctuels ou des commandes répétées).

Lorsqu'on externalise des services d'impression 3D, il est important de déterminer si l'entreprise a besoin de services de conception et de production, ou uniquement de services de production. (Il faut garder à l'esprit qu'un modèle 3D mal réalisé risque de ne pas s'imprimer correctement.)

En général, commander des pièces imprimées en 3D auprès d'un tiers est plus simple que jamais. De nombreux fabricants peuvent lancer l'impression 3D à partir d'un simple modèle numérique 3D, même si les projets plus importants peuvent nécessiter un dessin technique précisant les matériaux, les couleurs et les tolérances. Certains prestataires de services d'impression 3D (dont 3ERP) proposent des conseils sur les technologies et les matériaux les plus adaptés à votre projet.

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