Aperçu
La demande croissante d’accessoires légers dans les secteurs de l’automobile et de la défense, couplée à la tendance croissante à utiliser des conceptions complexes avec des temps de cycle de production courts, devraient jouer un rôle clé dans l’expansion de la portée commerciale de la fabrication additive au niveau mondial. En outre, il est de plus en plus important d’induire une réduction du coût total de possession (TCO) dans le secteur manufacturier. Avec le recours croissant à la fabrication additive à l’échelle mondiale, les grandes entreprises étendent leurs capacités de production dans différents pays afin de renforcer leur présence sur le marché de ces produits.
Les avantages offerts par la fabrication additive dans divers segments d’acheteurs, la personnalisation facile et la production en masse utilisant la fabrication additive devraient ouvrir de nouvelles voies de marché. L’amélioration technologique dans le secteur de la santé, associée à un financement gouvernemental de soutien pour promouvoir la fabrication additive, devrait maintenir le marché optimiste pour les principaux acteurs de l’industrie. Cependant, les problèmes liés à la disponibilité des matériaux, à la fuite, à la validation et à la standardisation devraient remettre en question la croissance du marché.
Qu’est-ce que la fabrication additive ?
La fabrication additive (FA) est différente de la méthode de production soustractive, qui consiste à éliminer les matériaux inutiles d'un bloc de matériau. L’utilisation de la fabrication additive dans les applications industrielles fait généralement référence à l’impression 3D. Il s'agit d'une accumulation de matière couche par couche pour former un objet tout en faisant référence à un fichier tridimensionnel à l'aide d'un équipement et d'un logiciel d'impression 3D. Une technologie de fabrication additive appropriée est sélectionnée parmi l'ensemble de technologies disponibles en fonction de l'application.
Scénario d'application
Avec le développement de nouveaux véhicules, la demande des clients augmente, ainsi que la demande croissante en matière de design et de confort. Diverses mesures de sécurité et réglementations imposées par divers gouvernements ont augmenté le poids des composants automobiles et aérospatiaux. Par conséquent, avec l’augmentation du poids, la consommation de carburant pour un bon fonctionnement sera élevée. Ainsi, pour répondre à la demande et compenser l’efficacité énergétique, la conception et le produit doivent être complexes et légers. Ceci peut être réalisé grâce au potentiel des technologies de fabrication additive telles que la fabrication additive renforcée de fibres (FRAM). Par exemple, le châssis d'une voiture de course est conçu et fabriqué de manière générative à l'aide de FRAM avec une matrice de fibres courtes et de fibres longues renforcées de fibre de carbone, qui est légère par rapport au châssis métallique. Cela aide à réguler l’aérodynamisme de la voiture, ce qui contribue à accélérer et à réduire la consommation de carburant.
Pour atteindre l’objectif d’avoir des véhicules légers et d’autres composants automobiles et aérospatiaux, diverses industries de fabrication additive ont développé certaines technologies et matériaux qui arrivent constamment sur le marché. Un exemple d'un tel développement est la combinaison de l'extrusion de matériaux (MEX) sous forme de modélisation de couches fondues (FLM) de filaments plastiques avec un renforcement de fibres courtes et longues.
De plus, le secteur aérospatial nécessite de nombreux objectifs techniques et économiques interactifs de performances fonctionnelles, qui conduisent à une réduction des délais, à la légèreté des vols, à la gestion des coûts et à la livraison de composants critiques pour la sécurité. Les technologies de fabrication additive, contrairement à la fabrication traditionnelle conventionnelle, utilisent une fabrication couche par couche basée sur de la poudre ou du fil typique et des matériaux tels que le polymère plastique, qui est plus léger et permet d'atteindre la légèreté des moteurs et des composants des transporteurs aériens.
La fabrication additive a considérablement augmenté la vitesse du processus de conception. Dans le même temps, la fabrication traditionnelle peut prendre jusqu'à plusieurs mois pour produire les outils nécessaires à la création de pièces finales et de prototypes. L’industrie automobile et aérospatiale a trouvé la fabrication additive avantageuse en évitant un outillage coûteux et chronophage.
L'industrie aérospatiale a également découvert que l'impression 3D permet de produire des objets optimisés de forme libre, ce qui signifie que le poids d'une pièce peut être efficacement réduit grâce à la fabrication additive, réduisant ainsi les coûts de matériaux et le temps de production. En utilisant des outils de conception avancés, les ingénieurs ont réduit à un seul le nombre de composants utilisés dans les processus traditionnels grâce à la fabrication additive, simplifiant ainsi considérablement le processus d’assemblage de conceptions complexes.
En outre, des technologies telles que la fabrication additive à arc filaire (WAAM) et le dépôt direct d’énergie (DED) sont largement utilisées pour réparer les équipements militaires fonctionnels dans les secteurs de la défense. Ces technologies permettent de restaurer et de réparer les surfaces usées des aubes de turbine et des équipements haut de gamme. Bien que les pièces de rechange puissent être en rupture de stock, les techniques de numérisation 3D sont très utiles pour procéder à l'ingénierie inverse d'une pièce disponible, qui peut être facilement répliquée à l'aide de l'impression 3D.
Toute industrie peut bénéficier de pièces et de composants légers, car cela réduit le coût des matériaux et la consommation d'énergie. Cependant, l’utilisation de pièces légères du secteur automobile dans la fabrication de véhicules est cruciale. De plus, les véhicules électriques n’atteignent généralement pas les mêmes vitesses de pointe que les moteurs à combustion. Rendre les véhicules électriques plus légers devrait améliorer l’efficacité du moteur et peut contribuer à combler l’écart entre les deux types de véhicules.
USP de fabrication additive
La fabrication additive s’est avérée être une technologie puissante qui révolutionne les processus de production dans diverses industries d’utilisateurs finaux. Les technologies de fabrication additive sont pratiques et fiables et ont été utilisées efficacement au cours des dernières années. Les technologies de fabrication additive via une imprimante 3D permettent aux entreprises d'obtenir instantanément les outils dont elles ont besoin sans dépendre d'un autre fournisseur, car l'imprimante 3D leur permet de concevoir et de personnaliser des pièces instantanément sans avoir besoin d'outils encombrants ou de révisions de moules. Cela permet également de réduire les frais d'expédition et de gagner du temps en cas de besoin de pièces de rechange pour la rénovation, comme dans les voitures de course.
Des industries telles que l’aérospatiale et la défense font partie des autres industries qui utilisent des produits de fabrication additive pour leurs performances. Les pièces d’avion sont utilisées dans la fabrication additive de produits légers et capables de résister à des conditions environnementales difficiles. En raison de la nécessité de moins de matériaux et du processus de formation des matériaux couche par couche, les industries aérospatiales l'utilisent comme avantage pour la réduction du poids et la réduction des déchets, qui sont très importantes pour la fabrication de pièces aérospatiales pour les grandes entreprises.
De plus, avec les progrès et l’innovation rapides dans les industries médicales, l’utilisation de produits de fabrication additive présente un grand avantage pour les médecins, les patients et les instituts de recherche. Grâce à la conception de prototypes fonctionnels fournis par les technologies de fabrication additive, il s'est avéré très avantageux de créer une conception flexible de divers outils de sauvetage nécessaires à des fins chirurgicales et d'étude, des outils utilisés dans la procédure dentaire, des modèles pré-chirurgicaux pour les tomodensitogrammes, guides de scie et de perçage personnalisés, boîtiers et instruments spécialisés.
En dehors de cela, diverses autres industries dépendent des technologies de fabrication additive pour les conceptions rapides et personnalisables fournies par les imprimantes 3D. Les technologies de fabrication additive accélèrent la production et répondent à la demande de produits de conception différents, requis dans différentes formes et conceptions, avec réalisme et fonctionnalité. Certains des utilisateurs finaux sont, entre autres, des entreprises de fabrication électronique et des concepteurs de modèles d'architecture.
La facilité de personnalisation a incité les acheteurs à augmenter leurs dépenses en fabrication additive
Les entreprises fabriquant des produits standardisés et génériques avec le même design et le même modèle que dans la production de masse, il existe une demande de produits personnalisés dans lesquels chaque client est un individu différent avec son design personnel ou son produit utilisé selon ses préférences.
La fabrication additive permet une personnalisation, contrairement à la fabrication traditionnelle, sans frais supplémentaires et ne nécessite aucun moule ou outil supplémentaire pour le processus de conception. Il nécessite simplement un prototype 3D et peut être créé par le client lui-même. En raison de la facilité de personnalisation et de la rapidité de production, la demande de fabrication additive est forte. De plus, l'utilisation des technologies AM (Additive Manufacturing) peut offrir aux consommateurs une expérience d'acheteur et de consommateur unique où elle leur procure un sentiment d'appartenance et de satisfaction du consommateur par rapport à leur homologue, qui n'offre pas de personnalisation.
Par exemple, le constructeur automobile allemand BMW a permis aux clients de sa série BMW MINI de personnaliser leur design via la boutique en ligne de l'entreprise sur certaines pièces spécifiques telles que la poignée de porte ou des parties des plaques latérales. D'autre part, la société d'écouteurs NORMAL a ouvert la voie aux clients pour concevoir leurs écouteurs en les concevant selon la créativité du client en téléchargeant leurs applications, et les clients recevront leurs propres écouteurs personnalisés.
Les processus conventionnels de fabrication de composants dépendent de l’utilisation de ressources de grande capacité combinées à des éléments de contrôle pour obtenir des niveaux de précision extrêmement élevés. Cependant, les processus de fabrication traditionnels ne peuvent pas rivaliser avec les avantages de l’utilisation de processus de fabrication additive. De plus, la fabrication additive peut permettre de créer des conceptions complexes qui seraient assez difficiles à réaliser avec des processus de fabrication traditionnels. La fonctionnalité et la précision de la fabrication additive sont bien supérieures à celles des processus de fabrication traditionnels. Les temps de production peuvent être raccourcis dans la fabrication additive de quelques semaines à quelques jours, contrairement aux méthodes de fabrication conventionnelles. Les machines de fabrication additive peuvent imprimer en continu et nécessitent une supervision minimale. Cela permet au fabricant de fonctionner selon le principe du « juste à temps » en produisant la quantité nécessaire et en évitant de gaspiller de l'argent et de l'espace de stockage avec des stocks excédentaires.
De plus, les divers processus disponibles dans la fabrication additive offrent divers avantages de production par rapport aux processus de fabrication conventionnels. Par conséquent, la facilité de fabrication de conceptions complexes et personnalisées avec un cycle de production court devrait stimuler le marché mondial de la fabrication additive.
Questions brûlantes : un aperçu
Le coût élevé des équipements et l’accès limité aux professionnels de la fabrication additive devraient être quelques-uns des facteurs susceptibles de limiter la portée de la technologie de fabrication additive au cours des prochaines années. Le coût des équipements de fabrication additive se situe entre 300 000 et 1,5 million de dollars. En outre, les consommables industriels se situent dans une fourchette de prix comprise entre 100 et 150 USD par pièce. En conséquence, les entreprises manufacturières à forte intensité de main-d’œuvre s’abstiendront probablement d’utiliser de telles technologies de fabrication pour leur production interne.
La fabrication additive est considérée comme un sauveur dans la production de conceptions complexes. Mais il présente encore certaines limites qui freinent encore davantage la croissance de son marché. La fabrication additive est considérée comme idéale pour réaliser des prototypes et des pièces ou conceptions complexes, mais il reste compliqué de fabriquer de grandes pièces uniques.
La fabrication additive utilise le processus de fusion laser sur lit de poudre (PBF) pour créer des formes complexes et complexes ainsi que des structures organiques. Ces formes étaient considérées comme trop coûteuses ou complexes pour être fabriquées par le recours aux opérations de fabrication traditionnelles. Par exemple, le PBF laser pourrait être utilisé pour la production de composants légers afin de garantir les structures de réseau les plus complexes afin d'induire une utilisation efficace des matériaux.
Perspectives positives envers le secteur de la santé
Le développement de la numérisation de l'imagerie médicale et cette numérisation permet la reconstruction de modèles 3D à partir de l'anatomie des patients. Le flux de travail typique du dispositif médical personnalisé commence par l'imagerie ou la capture de la géométrie de l'anatomie du patient à l'aide de méthodes de numérisation 3D calculées. Ces données peuvent être utilisées pour imprimer des modèles 3D de l'anatomie d'un patient ou pour créer des dispositifs ou des implants personnalisés.
Il existe diverses applications médicales de la fabrication additive dans le secteur médical, notamment les modèles médicaux, les implants, les outils, les instruments et les pièces pour dispositifs médicaux, les aides médicales, les guides de soutien, les attelles et les prothèses, ainsi que la biofabrication, entre autres. Par exemple, les modèles médicaux sont basés sur l'anatomie des patients et sont utilisés pour la planification pré et postopératoire et opératoire, la formation des étudiants en médecine et l'information des patients et de leurs familles. Les modèles peuvent être pris pour une section intéressante spécifique. Les modèles médicaux sont largement utilisés pour la zone craniomaxillo-faciale, les membres, le bassin et d'autres structures osseuses. Ces modèles médicaux sont réalisés grâce à la conception de prototypes dans une imprimante 3D où le flux de travail de conception et de dimension est obtenu grâce aux rayons X, aux tomodensitogrammes et à l'IRM, ainsi qu'à de nombreuses autres méthodes de numérisation.
Le segment « autonome » a dominé le marché en raison de la disponibilité de dispositifs d'impression 3D autonomes technologiquement avancés, ainsi que de l'augmentation de la recherche et du développement par les principaux acteurs du marché en vue de la sortie de systèmes autonomes avancés. Data Bridge Market Research analyse que le marché de l’impression 3D pour les soins de santé devrait croître à un TCAC de 22,8 % au cours de la période de prévision de 2022 à 2029.
Pour en savoir plus sur l’étude, visitez https://www.databridgemarketresearch.com/fr/reports/global-healthcare-3d-printing-market
D'autre part, les implants sont fabriqués directement et indirectement de manière additive pour remplacer les tissus défectueux ou manquants, et cela inclut également les applications dentaires telles que les couronnes et les ponts. Le matériau doit être compatible avec les tissus. La fabrication additive est une solution favorable similaire au modèle médical. Grâce aux technologies de fabrication additive, nous pouvons avoir un implant personnalisé grâce à l'impression numérique 3D, qui est un ajustement spécifique au patient.
Data Bridge Market Research analyse que le marché devrait croître à un TCAC de 4,21 % au cours de la période de prévision mentionnée ci-dessus. La prévalence croissante de l’épilepsie, des troubles cardiaques et de la maladie de Parkinson est le facteur essentiel qui anime le marché des implants médicaux microélectroniques.
https://www.databridgemarketresearch.com/fr/reports/global-microelectronic-medical-implants-market
Les dépenses publiques devraient intensifier le mouvement du marché
La fabrication additive est considérée comme l’une des catégories potentielles dans lesquelles les entreprises révolutionnent le paysage de la fabrication et de la production industrielle grâce aux processus numériques, à la communication et à l’imagerie. Ayant vu le potentiel de ce secteur et sa contribution à l'économie des différents pays, les gouvernements de différents pays proposent différentes stratégies pour soutenir et promouvoir la fabrication additive dans divers secteurs.
Par exemple, les gouvernements chinois, américain et russe ont renforcé la confiance des utilisateurs dans les technologies avancées grâce à l’adoption et au développement d’une application destinée à la force militaire. Par exemple, l’unité de fabrication additive du Corps des Marines a créé la plus grande imprimante 3D en béton capable d’imprimer une caserne de 500 pieds carrés en seulement 40 heures. D'autre part, l'Institut national des normes et technologies (NIST) du ministère américain du Commerce a accordé 3,7 millions de dollars de subventions pour aider à surmonter les obstacles actuels et futurs à l'adoption généralisée de la fabrication additive à base de métaux grâce à la recherche scientifique sur les mesures.
Conclusion
La fabrication additive est apparue comme l'un des outils clés permettant non seulement de réduire le coût total de possession des entreprises de fabrication, mais également d'améliorer les caractéristiques structurelles des composants. Les perspectives positives du secteur manufacturier des pays en développement, dont la Chine et l’Inde, associées à de fortes dépenses de R&D dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale et de la santé, devraient croiser les doigts pour les acteurs de l’industrie opérant tout au long de la chaîne de valeur de la fabrication additive. les entreprises manufacturières devraient augmenter leurs dépenses pour réduire le coût de livraison de leur préposition à leurs clients tout en élargissant leur base d'acheteurs pour accroître la notoriété des produits finis ou des offres dans un avenir proche.
Data Bridge Market Research analyse que le marché croît avec un TCAC de 20,9 % au cours de la période de prévision de 2023 à 2030 et devrait atteindre 91 853,88 millions de dollars d’ici 2030. Le principal facteur à l’origine de la croissance du marché de la fabrication additive est la demande croissante. pour les composants légers des industries automobile et aérospatiale.
Pour en savoir plus sur l'étude, https://www.databridgemarketresearch.com/fr/reports/global-additive-manufacturing-market
