Bilan rédigé fin 2021 et publié dans le numéro de novembre/décembre 2021 de 3D ADEPT Mag. Les perspectives pour 2022 et les situations des entreprises reflètent cette période.
Business – Fabrication – Industries verticales
D’un point de vue personnel, faire le bilan d’une année qui s’achève amène toujours les gens à passer en revue les expériences, tristes ou heureuses, les pics et les creux de leur vie. C’est la raison pour laquelle, on n’a jamais ou rarement une réponse unanime. D’un point de vue professionnel et dans le domaine des sciences (technologies) en particulier, il existe souvent un ensemble de tendances sur lesquelles la majorité des professionnels s’accordent.
La pandémie a continué de perturber la fabrication additive en 2021. Les développements de cette année ont confirmé certaines attentes exprimées fin 2020, tout en faisant apparaître d’autres pistes de croissance.
Dans cette revue, nous avons classé les principales tendances qui ont marqué 2021 en trois catégories : Business, Fabrication et Industries verticales.
Business : Carrières, fusions & acquisitions, « IPOs vs SPACs »
En 2021, plusieurs entreprises de fabrication additive ont renouvelé leur direction ou adapté leur organisation pendant la pandémie. Le travail à distance ainsi que les objectifs de diversité, d’équité et d’inclusion ont fait partie des questions soulevées par ces transformations.
Les fusions et acquisitions, déjà présentes dans notre bilan de 2020, ont continué à marquer 2021. L’année a vu de nombreuses opérations de consolidation, dont des rapprochements avec des sociétés d’acquisition à vocation spécifique (SPAC). Un décompte dépend toutefois du périmètre retenu et de la distinction entre annonces et opérations conclues ; il ne permet pas, à lui seul, d’établir un record sectoriel.
Ces rapprochements concernaient aussi bien des fabricants de machines que des fournisseurs de matériaux et de logiciels. Stratasys, 3D Systems et Desktop Metal figuraient parmi les acteurs de cette consolidation, avec des stratégies différentes d’acquisition ou de cession. Parmi les opérations marquantes, Desktop Metal a finalisé l’acquisition d’ExOne le 12 novembre 2021, réunissant deux acteurs du jet de liant. Cette observation décrit la situation de 2021.
Les introductions en bourse ont également marqué l’année, par la voie classique de l’offre publique initiale (IPO) ou par une fusion avec un SPAC.
Ces deux voies permettent d’accéder aux marchés financiers, avec des mécanismes, des obligations d’information et des risques différents. L’intérêt porté aux SPAC en 2021 ne garantit ni le succès industriel d’une entreprise ni la performance de son action.
Nous avons consacré un dossier exclusif à ce processus, ses avantages, ses inconvénients et incitons les entreprises à rester prudentes.
La Fabrication
La fabrication additive métal a été confrontée en 2021 aux difficultés de certains de ses marchés, notamment l’aéronautique touchée par la pandémie. Les interrogations portaient sur la reprise de la construction d’avions, des chaînes d’approvisionnement et du soutien après-vente.
La reprise a été inégale selon les applications et les entreprises. Elle ne permet pas d’établir ici un classement général des procédés, que l’on compte les systèmes vendus, leur valeur ou les pièces produites.
Toutefois, il faut reconnaître la constance de la FA polymère et la capacité des acteurs de ce domaine à progresser là où on ne les attend pas.
Le frittage laser sélectif de polymères (SLS) a notamment été représenté par 3D Systems, Sintratec, Sinterit et d’autres fournisseurs. Parmi les développements suivis en 2021, la société suédoise Wematter a annoncé un financement, des améliorations de son offre et son expansion sur de nouveaux marchés.
Nexa3D développait aussi son offre de photopolymérisation LSPc et son système de frittage sélectif par laser QLS 350. Pour ce dernier, le fabricant annonçait huit litres par heure avec une densité de remplissage du volume de fabrication de 20 %. Cette performance annoncée pour ces conditions ne représente pas le débit complet après refroidissement et post-traitement.
Dans la photopolymérisation, les applications sportives de Carbon faisaient partie des exemples suivis par la rédaction. Fin 2021, Azul 3D, Axtra3D, dp polar et Cubicure figuraient également parmi les entreprises dont nous souhaitions suivre les développements pour la production de pièces finales.
La fabrication additive par arc et fil (WAAM) a également retenu notre attention. Issue des procédés de dépôt par soudage à l’arc, elle ne recouvre pas toutes les formes de fabrication additive utilisant du fil métallique. Les applications présentées en 2021 dans l’industrie lourde, l’énergie et le secteur maritime illustrent son intérêt potentiel pour certaines grandes pièces. La qualification, l’approvisionnement, l’usinage et les autres finitions restent à intégrer dans l’évaluation de chaque application.
L’extrusion de filament a, elle aussi, vu se développer des solutions pour la fabrication de pièces métalliques.
Les filaments chargés en poudre métallique, proposés notamment par Forward AM, la marque de BASF citée à l’époque, et The Virtual Foundry, ont élargi les possibilités de la FFF. Produire une pièce métallique dense exige cependant une gamme adaptée, avec déliantage et frittage selon le matériau ; le remplacement du filament ne suffit pas. Fin 2021, la rédaction voyait dans cette voie une tendance à suivre en 2022.
D’autres entreprises ont fait leurs débuts dans l’impression FFF métal cette année : Le fabricant d’imprimantes 3D BCN3D qui a annoncé un “Metal Pack” pouvant être attaché à sa gamme d’imprimantes Epsilon pour permettre l’extrusion du filament métallique Ultrafuse de BASF et 3DGence qui a lancé sa gamme d’imprimantes BME ELEMENT, ainsi que ses propres filaments métalliques.
Plus largement, les développements de matériaux répondaient aux besoins d’applications précises. Leur intérêt dépendait de la compatibilité avec le procédé, des propriétés obtenues et des exigences de qualification.
Côté logiciels, l’intégration des opérations de fabrication additive constituait un autre axe de développement. GrabCAD de Stratasys, Oqton, Authentise et Additive Flow figuraient parmi les offres suivies en 2021. Une plateforme ouverte aux échanges de données n’est pas nécessairement un logiciel libre ; l’interopérabilité doit être examinée pour les machines et outils concernés.
Parlant de l’avenir, Noah Mostow et Terry Wohlers, de Wohlers Associates, estiment qu’un des domaines à améliorer sera le “suivi et l’optimisation du flux de travail de bout en bout à l’aide de systèmes d’exécution de la fabrication (MES) basés sur le cloud.” “Pour la FA métal, les organisations vont investir davantage dans le suivi des processus. Pour la FA des polymères et des métaux, il faut s’attendre à de nouveaux développements en matière de vitesse de fabrication et de post-traitement automatisé, ce qui permettra de réduire les coûts par pièce“, indiquent-ils.
Industries verticales
Alors que nous fermons le segment de la fabrication pour nous concentrer sur les secteurs verticaux qui se sont démarqués en 2021, il est difficile de ne pas souligner l’importance croissante de la durabilité dans tous les aspects de la fabrication. En réalité, la durabilité constitue à elle seule une “catégorie” ou un “segment” entier de cette industrie, car elle peut être abordée sur plusieurs fronts.
Nous avions consacré une édition de 3D ADEPT Mag à la durabilité. En septembre 2021, l’Additive Manufacturer Green Trade Association (AMGTA), alors dirigée par Sherry Handel, a annoncé un don de 100 000 dollars à Yale pour la recherche environnementale sur la fabrication additive. Elle a aussi commandé une analyse du cycle de vie au Rochester Institute of Technology sur un composant aéronautique. Il s’agissait d’annonces de recherche, pas de résultats démontrant une supériorité environnementale générale de la FA.
La quantification restait donc essentielle : consommation de matière et d’énergie, traitements, transport, usage et fin de vie doivent être comparés sur un périmètre cohérent. C’était l’une des questions que nous souhaitions continuer à suivre en 2022.
Au-delà de l’automobile et de la santé, l’impression 3D alimentaire et la construction ont particulièrement retenu notre attention en 2021. Cette sélection éditoriale n’est pas un classement chiffré de la croissance des secteurs.
L’automobile a notamment vu des annonces sur les cellules de batterie imprimées en 3D et les enroulements en cuivre pour la propulsion électrique.
Des projets de construction imprimée en 3D étaient présentés aux États-Unis, en Allemagne et aux Émirats arabes unis. Ces réalisations témoignaient d’une activité croissante, sans suffire à mesurer la taille du marché mondial ni à confirmer les prévisions publiées à l’époque.
Des entreprises de construction et des fournisseurs de technologies cherchaient notamment à contribuer à la production de logements. L’impression concerne cependant une partie du bâtiment : fondations, équipements, réseaux, finitions et conformité réglementaire restent à prendre en compte dans les délais et les coûts.
L’impression 3D alimentaire a poursuivi ses développements au-delà de la décoration, avec des produits et prototypes d’alternatives à la viande, de vitamines et de poisson. Parmi les entreprises suivies figuraient Redefine Meat, MeaTech, byFlow et SavorEat. Pour situer le marché sans le confondre avec celui de l’impression 3D, les données du Good Food Institute publiées en avril 2021 portent sur les ventes au détail aux États-Unis en 2020 : les alternatives végétales à la viande représentaient 1,4 milliard de dollars, en hausse de 45 % sur 2019. Les 7 milliards de dollars et la croissance de 27 % concernaient l’ensemble des aliments végétaux de cette étude, pas la seule viande végétale ni les aliments imprimés en 3D.
Alors… ?
Il peut être accablant de réfléchir à une année qui se termine, en essayant d’en faire ressortir les points forts et de déterminer ce qui façonnera l’année à venir. Il se peut que certains développements ou secteurs d’activité n’aient pas été mentionnés, et ce n’est pas nécessairement parce qu’ils n’ont pas évolué… En fin de compte, le degré auquel ces tendances ont affecté l’industrie varie d’une région géographique à l’autre ou d’un secteur vertical à l’autre.
À l’avenir, « l’industrie de la FA continuera à investir dans les actions qui relieront la fabrication aux applications de production. En outre, la fabrication de produits personnalisés est attrayante pour beaucoup. Les entreprises voient des cas intéressants de production à court terme avec la FA. À mesure que les équipements vieillissent dans de nombreux secteurs, y compris l’armée, il devient difficile de trouver ou de fabriquer des pièces de rechange. L’impression 3D sera de plus en plus utilisée pour remettre les machines en service », commentent Noah Mostow et Terry Wohlers, nos invités dans cette revue.
Pour l’équipe de 3D ADEPT Media, retrouver de nouveaux interlocuteurs et des visages familiers à Formnext 2021, à Francfort, après une longue période d’événements virtuels et de confinements, restera un temps fort de cette année.
Ce dossier exclusif a été initialement publié dans le numéro de novembre/décembre 2021 de 3D ADEPT Mag.
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