Les innovations dans les domaines de l'usinage CNC, de la fabrication additive et des technologies de fonderie offrent aux entreprises, aux professionnels et aux consommateurs un éventail de possibilités de conception sans précédent. Cependant, face à la multitude de technologies disponibles sur le marché, une question demeure : comment évoluent-elles en termes de croissance et quels secteurs les utilisent le plus ?
Nous examinons ici les tendances de croissance de l'usinage CNC, de l'impression 3D et du moulage sous vide pour l'année 2019 et nous nous tournons vers les prévisions pour l'avenir.
Usinage CNC
Statistiques d'adoption et d'utilisation
Selon Raghav Bharadwaj Shivaswamy, analyste principal chez Technavio, l'automatisation Une étude« Les applications des machines-outils sont classées en trois segments de produits importants, qui consistent en : machines-outils de coupe des métaux, machines-outils de formage des métaux et autres accessoires« Le segment des machines-outils pour la découpe des métaux a dominé le marché américain avec une part de marché d'environ 51 % en 2016, principalement en raison de la forte demande pour les applications industrielles de découpe des métaux. »
Les entreprises des secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de la fabrication métallique sont les principaux utilisateurs de technologies d'usinage soustractif automatiséesParmi les autres secteurs importants figurent la construction, l'énergie et la production d'électricité. Les États-Unis constituent le premier marché mondial pour l'outillage automobile et leur croissance devrait se poursuivre grâce à plusieurs facteurs (taille de la population, incitations gouvernementales, clientèle, etc.).
Les principaux fournisseurs de technologies d'usinage (CNC et laser) mis en avant par Technavio automatisation industrielle Les analystes d'études de marché cités dans ce rapport sont Dalian Machine, DMG MORI, Haas Automation, JTEKT et Komatsu. Les machines CNC sont utilisées, comme on peut s'y attendre, pour diverses applications telles que le fraisage, le perçage, le taraudage et l'alésage.
Alors que les régions de la région Asie-Pacifique sont actuellement les plus utilisatrices de contrôleurs CNC, le marché européen devrait connaître une forte croissance grâce aux progrès technologiques et aux investissements. Principaux acteurs mondiaux du marché y compris Bosch Rexroth AG (Allemagne), DMG MORI CO., LTD. (Japon), Fagor Automation (États-Unis), FANUC Corporation (Japon), Haas Automation, Inc. (États-Unis), Hurco Companies, Inc. (États-Unis), Mitsubishi Electric Corporation (Japon), Okuma Corporation (Japon), Siemens AG (Allemagne).
Croissance et prévisions
Le marché des contrôleurs CNC Le marché des machines à commande numérique (CNC) était évalué à 2.86 milliards de dollars en 2016 et devait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 3.8 % entre 2017 et 2023. Certaines estimations prévoient même qu'il atteindra 3.70 milliards de dollars à l'issue de cette période. L'adoption croissante de l'automatisation industrielle dans le secteur manufacturier, la capacité à réduire les coûts d'exploitation et la demande croissante de production de masse dans les industries utilisatrices finales sont les principaux facteurs de croissance du marché des CNC, selon…Marchés et marchés".
Plus précisément, les machines CNC 3 axes devraient détenir la plus grande part de marché durant cette période. Alors que les machines 3 axes sont actuellement les plus utilisées dans le secteur, les machines 5 axes gagnent du terrain et leur croissance devrait se poursuivre jusqu'en 2023.
L'industrie automobile devrait conserver sa position dominante dans l'utilisation des machines à commande numérique (CNC). L'innovation, la nécessité d'une production rapide et d'une meilleure qualité sont les principaux moteurs de son développement, non seulement dans la production automobile, mais aussi dans les secteurs de la défense et de l'aérospatiale.
Une autre estimation prévoit une augmentation de 4 % d'ici 2021. Ce chiffre est d'autant plus intéressant que l'historique du marché montrait que beaucoup pensaient que l'industrie de l'usinage avait atteint son apogée depuis un certain temps. Selon un rapport de Gardner Business Intelligence "L'industrie américaine des machines-outils, mesurée par les commandes de machines-outils (USMTO), a culminé à une croissance de 7.4 % en septembre 2014, avant de connaître un creux avec des volumes unitaires en baisse de 19.4 % en juillet 2016. ».
Impression 3D
Fabricants et utilisateurs d'imprimantes
Concernant les fabricants d'imprimantes, le principal changement observé jusqu'en 2018 a été la montée en puissance des systèmes plus onéreux. La croissance la plus marquée concerne le nombre d'entreprises produisant des imprimantes dont le prix atteint ou dépasse 5 000 dollars, passant de 135 à 177 fabricants. Parallèlement, le nombre d'entreprises fabriquant des machines en dessous de ce prix a diminué. Cependant, le marché dans son ensemble affiche une croissance soutenue en termes de chiffre d'affaires et d'investissement.
Il convient de noter qu'en raison de l'adoption croissante d'année en année, il est difficile de suivre précisément les secteurs qui utilisent l'impression 3D. Cependant, l'aérospatiale et la défense figurent assurément parmi les utilisateurs les plus importants. En 2018, 64 % des entreprises du secteur aérospatial et de la défense utilisent l'impression 3D en matière de production, devançant tous les autres secteurs inclus dans l'enquête.
En termes d'applications, plusieurs innovations récentes témoignent du bon avenir de cette technologie. En avril dernier, HP a célébré son 10 millionième imprimé HP a fabriqué une pièce grâce à sa technologie Multi-Jet Fusion en l'espace d'un an. HP collabore avec Daimler Trucks North America, Fast Radius, Linear AMS, le Corps des Marines des États-Unis et de nombreuses autres industries.
Nano Dimension Nos propres recherches ont montré que dans l'industrie électronique, l'impression 3D de circuits imprimés multicouches et de composants électroniques flexibles est l'application la plus courante. Il ressort également de cette étude que l'intérêt principal de l'industrie pour l'impression 3D réside dans l'accélération du développement de produits et la stimulation de l'innovation.
L'industrie médicale utilise l'impression 3D depuis un certain temps déjà. Selon la Harvard Business Review (2015), l'industrie américaine des appareils auditifs est passée à 99 % à la fabrication additive en moins de 500 jours. De même, l'impression 3D dentaire reste l'une des applications médicales les plus importantes ; des entreprises comme ClearCaps l'utilisent pour produire en grande série des aligneurs dentaires.
Utilisation et matériaux
Selon Sculpteo, 55 % des entreprises prévoyaient d'accroître leurs dépenses en services et solutions d'impression 3D en 2017. Un an plus tard, Sculpteo a constaté que 70 % des entreprises avaient augmenté leurs investissements dans l'impression 3D en 2018, contre 49 % en 2017. Globalement, cette hausse des investissements est un signe positif pour la santé de cette technologie. Ces investissements concernent diverses applications potentielles de l'impression 3D au sein de ces entreprises.
En 2017, selon l'enquête de Sculpteo auprès des entreprises, l'impression 3D était principalement utilisée pour accélérer le développement de produits (28%), proposer des produits personnalisés (16%) et accroître la flexibilité de production (13%).
L'année 2018 a enregistré des ventes record de matériaux pour la fusion sur lit de poudre polymère. Cette technologie a atteint une valeur d'environ 400 millions de dollars. Si les plastiques restent le matériau d'impression le plus courant, leur croissance stagnait jusqu'en 2017, année marquée par une forte progression des polymères à haute résistance industrielle. De même, les matériaux métalliques ont connu une croissance de 41 % au cours de l'année.
Croissance et prévisions
D'ici 2020, le marché mondial de l'impression 3D devrait atteindre 15.8 milliards de dollars pour l'ensemble des produits et services de fabrication additive. Selon le rapport de Wohler, les prévisions tablent sur une hausse des revenus à 23.9 milliards de dollars en 2022 et à 35.6 milliards de dollars en 2024. Globalement, l'avenir s'annonce prometteur pour le secteur, avec une croissance annuelle supérieure à 40 % attendue dans les prochaines années.
Autre statistique intéressante : le nombre d’entreprises qui se considèrent désormais comme « privilégiant l’impression 3D » et utilisent cette technologie comme principal mode de production. Ce nombre est passé de 15 % à 22 % entre 2017 et 2018. La même année, 36 % des entreprises interrogées par Sculpteo utilisaient l’impression métal, contre 28 % selon les estimations précédentes.
Parmi toutes les technologies d'impression 3D, la fusion sur lit de poudre est devrait détenir la part de marché la plus importante jusqu'en 2024Les industries aérospatiales, automobiles, de la santé et de l'ingénierie utilisent le plus souvent des technologies telles que le frittage laser direct de métal (DMLS), la fusion par faisceau d'électrons (EBM), le frittage thermique sélectif (SHS), la fusion laser sélective (SLM) et le frittage laser sélectif (SLS) pour le développement de pièces fonctionnelles.
Coulée sous pression
Fabricants et adoptants
Les principaux fabricants de cette technologie sont Alcoa Corporation ; Walbro ; Consolidated Metco, Inc. ; Dynacast ; Gibbs Die Casting Corporation ; Bodine Aluminum, Inc. ; Ryobi Ltd ; Aluminum Corporation of China Limited ; Martinrea Honsel Germany GmbH ; Endurance Technologies Limited ; et Alcast Technologies.
Le marché du moulage sous pression est important dans l'industrie automobile. L'objectif principal est de produire des pièces moulées sous pression très résistantes. Les fabricants de machines industrielles et de tuyauterie utilisent également de plus en plus le moulage sous pression, parallèlement à la croissance observée ces dernières années dans les secteurs de l'aérospatiale et de la défense. On constate également une augmentation récente de l'utilisation de composants en aluminium plus résistants dans l'agriculture et les dispositifs médicaux.
L'aluminium est le métal le plus utilisé en fonderie. Le marché mondial de la fonderie d'aluminium était estimé à 47.1 milliards de dollars en 2018, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) prévu de 9.1 % entre 2019 et 2025. Cette forte augmentation de l'utilisation de l'aluminium est due à la fabrication automobile et à la demande accrue du secteur du bâtiment et de la construction en Asie-Pacifique, ce qui a stimulé la croissance du marché. Le secteur industriel représente un autre segment prometteur et en forte croissance pour les pièces en aluminium destinées à un usage final. La croissance de ce segment d'ici 2025 peut être largement attribuée à la modernisation des pays traditionnellement agricoles, notamment l'Inde et le Brésil.
Le procédé de fonderie sous pression représentait environ 53.0 % du chiffre d'affaires du marché en 2018, grâce à sa popularité due à sa capacité de production à grande échelle. La fonderie sous pression à haute performance (HPDC) représente 71.0 % des procédés de fonderie sous pression, permettant des cadences de production plus élevées dans divers secteurs industriels.
Croissance et prévisions
En 2017, le marché mondial du moulage sous pression était évalué à 62.87 milliards de dollars américains et devrait atteindre 93.87 milliards de dollars américains d'ici 2023. Ce marché devrait enregistrer un taux de croissance annuel composé (TCAC) de plus de 6.93 % sur la période 2018-2023 (période de prévision). La région Asie-Pacifique représente, de loin, le plus grand marché du moulage sous pression, avec une part de marché mondiale de plus de 58 % en 2017. Le marché du moulage sous pression d'alliages de magnésium en Asie-Pacifique devrait connaître une croissance soutenue, notamment grâce à l'émergence de nombreuses jeunes entreprises et à la préférence croissante des utilisateurs finaux pour des coûts de production plus faibles. Les entreprises établies sont confrontées à d'importants défis en matière de technologie, de fiabilité et de qualité, ce qui favorise les fusions-acquisitions entre les petites entreprises et les grandes sociétés.
Les deux principaux marchés de l'industrie de la fonderie sous pression sont l'industrie automobile, en premier lieu, et le secteur du logement, en second lieu. Ces deux industries constituent un bon indicateur de la santé globale de l'industrie de la fonderie. Les ventes de véhicules légers ont atteint 17.55 millions d'unités en 2016, confirmant ainsi une nouvelle année de bons résultats, malgré les spéculations selon lesquelles ce chiffre pourrait ne pas égaler celui de 2017. Les ventes sont restées stables, malgré une croissance plus forte entre 2016 et 2017. À l'échelle mondiale, environ 60.0 % des produits de fonderie sur le marché sont destinés à l'industrie automobile.
Récemment, sur le marché nord-américain, l'essor de la technologie de moulage sous pression dans le secteur automobile a été attribué aux réglementations de l'EPA (Agence de protection de l'environnement) sur la consommation de carburant des véhicules. Cette réglementation a probablement contribué à des augmentations inattendues. Conformément aux nouvelles exigences, les constructeurs ont cherché à alléger les nouveaux véhicules, ce qui a entraîné une hausse du recours au moulage sous pression. L'EPA a pris la décision de relever les normes de consommation à 35.5 mpg (miles par gallon) d'ici 2016, puis à 54.5 mpg d'ici 2025. En Europe, on prévoit également une croissance annuelle composée (TCAC) de 7.1 % en valeur entre 2019 et 2025, notamment en ce qui concerne le moulage sous pression. à l'Allemagne, à la France, à l'Italie et à la Russie.
Moulage par Injection
Fabricants et adoptants
Les technologies de moulage par injection de métal (MIM) ont été adoptées par les fabricants des secteurs automobile et aérospatial, des biens de consommation et des dispositifs médicaux, ce qui, selon certaines études, a contribué à la croissance du secteur au fil du temps. Cette croissance devrait s'accélérer compte tenu de la demande croissante de smartphones et autres produits électroniques, car plusieurs composants, tels que les connecteurs Lightning, les mécanismes à clapet des téléphones et les pièces en fibre optique, sont fabriqués à l'aide de machines MIM.
Dans le secteur des matières plastiques, les principaux utilisateurs du moulage par injection sont l'automobile et le médical, suivis par la construction et l'emballage. De nombreuses industries, comme l'automobile, remplacent l'acier par du plastique pour alléger les pièces. Ce phénomène entraîne une évolution croissante des préférences de production.
Parmi les principaux acteurs du moulage par injection figurent Dynacast, GKN Plc, Britt Manufacturing, Dean Group International Ltd., Cypress Industries, Sintex, CMG Technologies, Indo-MIM Pvt. Ltd., Real Technik AG et ATW Companies. Concernant les matières plastiques, les entreprises majeures sont BASF, Dow Chemical Company, DuPont et HTI Plastics.
Les entreprises adoptent le moulage par injection pour accélérer le processus de fabrication, éliminer les opérations secondaires et obtenir des produits finis de meilleure qualité. Ce procédé leur permet également de minimiser les étapes de finition et de post-traitement. De plus, il est économique, notamment par rapport à d'autres méthodes de fabrication.
L'industrie médicale utilise également le moulage par injection pour la fabrication de supports, de dispositifs d'administration de médicaments, d'équipements de remplacement articulaire et de divers implants.
Matériel Requis
Concernant les plastiques, la volatilité récente des prix du marché risque d'affecter la croissance. Les matières premières telles que le benzène, l'éthylène, le propylène et le styrène subissent des fluctuations et font l'objet de critiques en raison des préoccupations environnementales liées à leur élimination. Cette situation rend le marché incertain pour l'avenir. Cependant, ces dernières années, les entreprises ont été incitées à investir dans divers matériaux biodégradables alternatifs.
La région Asie-Pacifique domine le marché du moulage par injection. Elle détient 37 % du marché du moulage plastique, probablement grâce aux secteurs de l'emballage, de la téléphonie mobile et des biens de consommation. L'Amérique du Nord s'impose comme le deuxième marché consommateur et devrait connaître une croissance annuelle composée de 10 %. L'Europe représente également un marché important pour les plastiques moulés par injection, avec une demande totale estimée à 45.29 milliards de dollars américains d'ici 2025.
Croissance et prévisions
Le marché mondial des pièces plastiques moulées par injection était évalué à 325.69 milliards de dollars en 2018. Il devrait connaître une croissance annuelle composée (TCAC) de 5.7 % au cours de la période de prévision. De même, le marché mondial du moulage par injection de métal (MIM) était évalué à 2.1 milliards de dollars en 2015 et devrait croître à un TCAC de 11.9 % entre 2016 et 2025.
L'augmentation des dépenses de production au Brésil, en Chine, en Inde, au Mexique, en Russie et en Afrique du Sud devrait contribuer à une croissance accrue. Tant pour les plastiques que pour les métaux, la demande croissante de pièces automobiles légères et compactes stimule le développement de la technologie MIM. Ceci est également vrai pour les composants à haute résistance des moteurs et des systèmes électroniques de l'industrie automobile.
La clarté optique, la biocompatibilité et des méthodes de production économiques devraient stimuler la demande dans le secteur médical. Les domaines de la santé et du médical devraient connaître une croissance annuelle composée supérieure à 6.3 %, pour atteindre une valeur nette de 40.49 milliards de dollars américains d'ici 2025.
Les principales sources des données utilisées dans l'article sont le rapport Wohler, Sculpteo, Grand View Research, Technavio, Reuters, la North American Die Casting Association et Mordor Intelligence.
