L’impression 3D accompagne aussi bien les professionnels que les industriels dans différentes étapes de leur projet, de la modélisation à l’impression. Parmi les secteurs phares qui ont su exploiter les solutions que propose la fabrication additive, on compte notamment l’architecture, la construction, le médical, l’automobile, l’aérospatial ou encore le luxe. De manière générale, l’impression 3D impacte 3 éléments essentiels pour ces secteurs : les coûts de production, le temps et la qualité du produit fini.

Le luxe peu abordé dans les médias, comparativement aux autres, constitue aujourd’hui l’objet de ce dossier. L’impression 3D représentée dans le secteur du luxe met en avant l’innovation technologique, la rareté et la création artistique du produit fabriqué.

Cependant, dans le cadre de ce dossier, l’attention sera mise sur la bijouterie. Ce dossier vise à découvrir l’état du marché de l’impression 3D dans ce secteur d’activité. Il s’agira aussi de présenter le processus de fabrication au produit fini, en prenant en compte le choix des matériaux, les technologies utilisées et des spécificités propres à certaines entreprises ; enfin de mettre en avant les avantages et les inconvénients qui sont ressorties de cette analyse.

1.   L’impression 3D dans le secteur du luxe : la bijouterie

L’impression 3D s’avère être un outil de production pour fabriquer en série ou à l’unité. Elle est donc nécessaire aussi bien dans la bijouterie que dans la joaillerie.

Un rapport publié par le cabinet américain SmarTech intitulé « 3D Printing Opportunities in the Jewelry Industry – 2017 : An Opportunity Analysis and Ten-Year Forecast » estime d’ailleurs ce marché à 900 millions de dollars en 2026.

Selon ce rapport, « même dans la fabrication de bijoux traditionnels avec des moules à cire perdue, le modèle initial est souvent imprimé en 3D à partir de résines photopolymères résistant à de hautes températures. Le prototypage des bijoux pour la vérification de la taille et de la forme est complété par l’utilisation directe de cire imprimée 3D et de motifs de résine pour la coulée directe et la fabrication en série. La prochaine étape évolutive est l’impression directe en métal. »

Dans le même contexte, le rapport met en évidence l’utilisation croissante de l’impression 3D par les professionnels de la bijouterie. Cela est dû notamment à l’arrivée d’imprimantes 3D à moins de 5000 €, des machines de qualité et qui assurent une bonne productivité facilitant ainsi la production de pièces de plus en plus complexes et personnalisées en série. On note ici que les fournisseurs qui se démarquent sur le marché sont Stratasys, 3D Systems et l’allemand EnvisionTEC.

Pour parler de bijouterie, on soulignera simplement la différence avec le travail du joailler.

Le bijoutier et le joailler créent des bijoux à partir des pierres, de l’or, de l’argent et du platine. Le premier utilise uniquement des pierres « standardisées » pour orner ses créations tandis que le second n’utilise que des pierres uniques. Cela veut dire que le joailler crée uniquement des bijoux uniques à partir d’une pierre particulière alors que le bijoutier crée un modèle qui peut être reproductible infiniment avec des pierres identiques ou presque identiques.

Toutefois, cette différence n’est pas toujours mise en avant lorsqu’on utilise la fabrication additive pour créer des bijoux.

1.1.      Les bijoux imprimés 3D : De la fabrication au produit fini

1.1.1.    L’importance du choix des matériaux

Le choix des matériaux devient crucial pour conférer au bijou toute sa qualité.

De prime abord, il faut noter que les deux principales familles de matériaux utilisés pour l’impression 3D sont les plastiques (ABS, PLA, polyamide, etc.) et les métaux (or, argent, acier, titane, etc.). Cependant, il est aussi possible aujourd’hui d’imprimer de la céramique, de la cire, du sable, du verre et même du bois.

Il faut dire que chaque matériau possède des propriétés physiques uniques, de fait, présente des limites qui sont propres aux machines utilisées et à la création des bijoux.

Selon le rapport du cabinet SmarTech, les poudres de métaux précieux tels que l’or ou le platine utilisés en impression direct par laser pour la fabrication de bagues ou de pièces d’horlogerie présenteraient le plus gros potentiel du marché.

L’or, étant le matériau précieux le plus couramment utilisé avec ce procédé devrait représenter 86 % du marché d’ici 2022. Les fournisseurs Cooksongold, Legor, Progold et Hildebrand sont les plus connus pour cette poudre.

Par ailleurs, « de nouvelles technologies sont également censées introduire la possibilité d’offrir de nouveaux alliages d’or et des couleurs d’or (comme le vert et le bleu) qui sont difficiles à travailler avec les processus de fabrication standard. Les alliages de platine peuvent également bénéficier de manière significative aux technologies d’impression 3D, en permettant la fabrication de bijoux en platine légers impossibles à fabriquer par des moyens traditionnels. »

A côté de l’or, les autres matériaux utilisés par les professionnels sont l’argent, le cuivre et le rhodium. Les finitions peuvent être tout aussi nombreuses : brossée, polie, satinée ou mate.

1.1.2.    Les technologies utilisées

Tout comme chaque matériau présente ses propres propriétés, chaque technique est appropriée à un matériau spécifique.

Les technologies SLA (Stereolithography) et DLP (Digital Light Processing) sont les technologies les plus utilisées par les professionnels. Ces technologies d’impression 3D fonctionnent sur base de résines liquides comme matériau d’impression et permettent d’obtenir des objets à la surface très lisse avec des détails très fins, deux conditions essentielles pour bien exploiter l’impression 3D en joaillerie, selon l’équipe d’Aniwaa, site d’informations français qui vise à fournir des solutions concernant le choix idéal des imprimantes 3D et des scanners 3D.

1.1.3.    La fabrication propre aux entreprises

Pour ce dossier, 4 sociétés ont partagé les spécificités propres au processus de fabrication de bijoux qu’elles utilisent.

Spécificités propres à la fabrication : le cas de Sculpteo

Clément Moreau, CEO de Sculpteo

Lors d’une interview sur le sujet, Clément Moreau, CEO de Sculpteo, explique que la société travaille essentiellement avec les designers. Ceux-ci fabriquent des objets qui sont soient en matière plastique que ce soit pour des produits finis ou des prototypes, soit des objets en matière précieuse (argent, bronze, plaqué or…) fabriqués en cire perdue.

Pour le co-fondateur de Sculpteo, la capacité de fabriquer en toute petite série est l’apport essentiel de l’impression 3D dans ce secteur. En effet, en parlant des matériaux utilisés, Monsieur Moreau explique : « avec la cire perdue on peut fabriquer dans tous les métaux précieux : l’or, l’argent, le nickel, le platine, etc. La bijouterie est fabriquée de manière importante avec de la cire perdue. On imprime de la cire et on fait de la fonderie de manière traditionnelle. »

Pour expliquer la fabrication, le CEO explique que « de manière indépendante, un designer peut réaliser une pièce en cire perdue sans fabriquer un outillage et sans faire sa cire à la main. Pour lui, c’est vraiment un gain de temps car il a la capacité de concevoir sur un écran et de commander la fabrication même pour une unité. Et [l’impression 3D] est la seule technologie capable de le faire. »

Spécificités propres à la fabrication : le cas de Prodways

Prodways, fournisseur d’imprimantes 3D industrielles multi-technologies regroupe en son sein une division luxe, art, design et architecture : Initial. Catherine Gorgé, Directrice de cette division, explique que les maisons de bijouterie de luxe et de joaillerie font appel à leurs services aussi bien pour le prototypage que pour la fabrication du produit fini.

Parlant de matériaux, Catherine Gorgé met en avant la poudre de titane, le matériau le plus compatible avec leur technologie d’impression 3D. Il permet notamment une impression directe du produit final. Par ailleurs, elle note une utilisation grandissante de la céramique pour la bijouterie de luxe.

Catherine Gorgé

Pour évoquer un cas spécifique, la directrice prend l’exemple d’Inorganic Jewels. « Nous avons imprimé en 3D les bijoux en résine Cast 200 sur une imprimante PRODWAYS de stéréolithographie de type L5000 (résine de haute définition également appelée cire perdue) puis nos modèles en cire ont été fondus chez un fondeur », explique-t-elle.

Par ailleurs, pour ce qui est du prototypage, des prototypes de colliers ont été réalisées avec le frittage de poudre polyamide (pA2200) pour que les créateurs A+A Cooren valident leurs volumes.

Comparée aux méthodes de fabrication traditionnelle, l’impression 3D permet aux créateurs d’éviter l’étape de fabrication de moules car ils impriment directement à la cire perdue. Les autres avantages incluent bien évidemment le gain de temps et la possibilité de réaliser des formes et géométries complexes.

Toutefois, si l’impression 3D est de plus en plus utilisée pour les bijoux en titane, « il est nécessaire que le prix de ce matériau baisse afin que la technologie se démocratise véritablement. »

Spécificités propres à la fabrication : le cas de Materialise et son logiciel

Materialise, fournisseur de services d’impression 3D collabore avec de nombreux designers de bijoux pour fabriquer des accessoires qui subliment notre apparence. Le fournisseur belge propose notamment les services de son logiciel « Materialise Magics » à des fabricants. Ceux-ci peuvent s’ils le désirent poursuivre l’impression de leurs bijoux chez le fournisseur belge ou chez un autre fournisseur une fois leur fichier .STL créé.  

Dans une collaboration avec Titan, fabricant indien de bijoux, la société explique le processus de conception[2]. Tout d’abord, la conception est placée dans un fichier CAO numérique, qui est ensuite converti en un format imprimable en 3D avec le logiciel Materialise Magics.

Le logiciel convertit les formats de fichiers, modifie la taille et l’échelle de l’objet, corrige les erreurs de conversion et ajoute une structure de support pour que le modèle ne dérive pas sur le lit de l’imprimante. Le modèle est ensuite imprimé en résine sur une imprimante stéréolithographique et dans la phase de production finale, l’impression 3D est utilisée comme la pièce maîtresse à partir de laquelle tous les bijoux finis peuvent être coulés.

Les avantages clés pour Titan sont les délais d’exécution raccourcis et la liberté de conception illimitée. Lors de la création d’une toute nouvelle collection de bijoux, faire trop de changements peut être coûteux et fastidieux. Cependant, l’impression 3D permet de créer des prototypes rapidement et facilement, le fabricant peut atteindre un haut niveau de complexité et améliorer sa flexibilité : les produits peuvent être modifiés en quantité ou multipliés en un minimum de temps.

Spécificités propres à la fabrication : le cas de Boltenstern

Boltenstern est une entreprise familiale qui propose des services de bijouterie. La marque utilise l’impression 3D pour imprimer le produit final. Leurs pièces sont directement imprimées en 3D à partir de poudre d’or, de poudre de platine et de poudre d’argent.

Marie Boltenstern, Directrice Générale de la société, trouve dans les caractéristiques principales qu’il faudrait prendre en compte pour classer un bijou dans la catégorie de luxe l’apport principal de l’impression 3D.

« Pour moi, la caractéristique la plus importante est le caractère “unique” du produit, surtout dans ce secteur. Et c’est ce que nous offre l’impression 3D, cette capacité de personnaliser et d’individualiser », explique-t-elle au cours d’une interview. Elle note toutefois que s’il faut avoir une série de pièces qui doivent avoir la même apparence, « ces pièces seront très similaires mais ne seront pas exactement identiques. »

C’est donc une restriction qu’il faudrait prendre en compte et cela dépend aussi de la connaissance que l’utilisateur a de la machine. Par ailleurs, en parlant de restrictions, une autre problématique réside dans la finition. Pour Marie B., il y a un travail de post-impression important qui doit être pris en compte et maîtriser pour avoir le rendu escompté : lisse, brillant

Marie Boltenstern

1.2. Avantages et points auxquels il faut faire attention dans l’utilisation de l’impression 3D dans la fabrication des bijoux

Comme pour toute technique utilisée, il y a de très bons points et des points qui pourraient être changés ou améliorés. C’est aussi le cas pour l’utilisation de l’impression 3D dans la fabrication des bijoux.

Avantages Points auxquels il faut faire attention
Certaines bijouteries mettent à disposition de leur public des logiciels simples, intuitifs et faciles d’utilisation. Ils ne nécessitent pas une connaissance fondamentale en modélisation 3D Cela peut contribuer à banaliser le travail du véritable bijoutier.
L’impression 3D permet de gagner en temps Le produit final n’est pas toujours exactement le même. IL existe de petites différences d’un bijou imprimé à un autre.
Elle permet la création d’un bijou unique, et personnalisable Excellente connaissance de la machine
Possibilité de modifier en quantité ou de multiplier en un minimum de temps Travail de post-impression conséquent pour obtenir le résultat escompté

2.   Enfin…

Au final, dans un contexte où le luxe est caractérisé par l’innovation technologique, la rareté et la création artistique, on comprend comment l’impression 3D s’est révélé être un outil intéressant à exploiter par bon nombre de bijoutiers et entreprises.

La technologie de par son apport technologique et la créativité qu’elle convoque de la part des designers, des services d’impression 3D ou même des consommateurs directement, a su s’approprier le secteur du luxe, notamment celui de la bijouterie.

Toutefois, il est bon de rappeler que si cette technique de fabrication peut être exploitée aussi bien par les bijoutiers que les joaillers, elle n’a pas pour but ultime de les remplacer. S’ils subissent les conséquences d’une société marquée par la personnalisation, ceux-ci doivent doivent garder à l’esprit que la fabrication additive leur permet simplement d’aller plus loin dans leur art et de« gagner en efficacité dans les phases de conception et de production. »

 


 

Ce dossier a été premièrement publié dans un numéro de 3D ADEPT Mag. Pour des informations exclusives sur l’impression 3D, abonnez-vous à notre newsletter et suivez-nous sur les réseaux sociaux !

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