Archive — Dossier mis en ligne en avril 2019, issu d’un numéro de 3D ADEPT Mag. Les fonctions, offres et prévisions présentées se rapportent à leur période d’origine ; les projections pour 2022 et 2026 ne sont pas des résultats de marché constatés.
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 ressortis de cette analyse.
1. L’impression 3D dans le secteur du luxe : la bijouterie
L’impression 3D est un outil de production envisageable pour des pièces uniques ou de petites séries en bijouterie et en joaillerie. Son intérêt dépend du dessin, du matériau, de la finition et des quantités souhaitées.
Le rapport de SmarTech Publishing « 3D Printing Opportunities in the Jewelry Industry – 2017: An Opportunity Analysis and Ten-Year Forecast » prévoyait que les revenus des équipements, matériaux, logiciels et services de fabrication additive destinés à la bijouterie dépasseraient 900 millions de dollars en 2026. Il s’agit d’une prévision publiée en 2017, pas d’une mesure du marché de 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. »
Cette traduction historique rapproche deux usages à distinguer : un maître-modèle résistant à la chaleur pour fabriquer un moule en silicone, et un modèle sacrificiel en cire ou résine destiné à la fonte. Le choix de la résine dépend du procédé de moulage retenu.
Le rapport de 2017 évoquait des systèmes à moins de 5 000 dollars, ainsi que des machines à plus forte productivité, comme facteurs possibles d’adoption. Il citait notamment Stratasys, 3D Systems et EnvisionTEC. Le prix d’une imprimante ne suffit toutefois pas à établir la qualité ou le coût global d’une production.
Pour parler de bijouterie, on soulignera simplement la différence avec le travail du joailler.
La bijouterie couvre la création et la fabrication d’objets de parure, tandis que la joaillerie met particulièrement en valeur les pierres précieuses et leur sertissage. Les activités se recoupent : elles ne se distinguent pas simplement par l’utilisation de pierres standardisées ou uniques.
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.
En bijouterie, il faut distinguer les matériaux du modèle intermédiaire — cire ou résine calcinable, par exemple — des métaux du bijou final. L’impression métallique directe constitue une autre voie, avec des poudres adaptées au procédé. Des polymères et des céramiques peuvent aussi servir au prototypage ou à certaines créations.
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 directe par laser pour la fabrication de bagues ou de pièces d’horlogerie présenteraient le plus gros potentiel du marché.
Le rapport projetait pour 2022 une part de plus de 86 % pour l’or au sein des poudres de métaux précieux destinées à la fabrication additive, et non dans tout le marché de la bijouterie. Cooksongold, Legor, Progold et Hildebrand figuraient parmi les fournisseurs étudiés.
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. »
L’argent et le cuivre interviennent aussi dans la fabrication de bijoux. Le rhodium est notamment employé comme revêtement de finition ; sa présence sur un bijou ne signifie pas qu’il a servi de poudre d’impression. Les finitions peuvent être brossées, polies, satinées ou mates.
1.1.2. Les technologies utilisées
Tout comme chaque matériau présente ses propres propriétés, chaque technique est appropriée à un matériau spécifique.
La stéréolithographie (SLA) et le traitement numérique de la lumière (DLP) utilisent des résines photopolymères. Elles peuvent produire des modèles détaillés pour la bijouterie, notamment pour la fonte avec une résine adaptée. L’équipe d’Aniwaa soulignait l’intérêt de la finesse et de l’état de surface ; le résultat final dépend aussi du nettoyage, du traitement de la résine et de la fonderie.
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
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 soit en matière plastique que ce soit pour des produits finis ou des prototypes, soit des objets métalliques (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. »
Précision technique : le nickel cité dans l’entretien n’est pas un métal précieux. L’impression du modèle peut éviter sa fabrication manuelle ou certains outillages, mais la fonte à cire perdue nécessite toujours un moule de coulée. L’affirmation d’exclusivité technologique exprime ici le point de vue de l’intervenant.
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.
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.
Dans cet exemple, Cast 200 désigne une résine destinée au procédé de fonte ; le terme « cire perdue » décrit la filière et ne signifie pas que toute résine employée est une cire.
Par ailleurs, pour ce qui est du prototypage, des prototypes de colliers ont été réalisés avec le frittage de poudre polyamide (PA2200) pour que les créateurs A+A Cooren valident leurs volumes.
L’impression d’un modèle sacrificiel peut supprimer certaines étapes d’outillage ou de façonnage manuel. Elle ne supprime pas le moule réfractaire nécessaire pour couler le métal. Les gains possibles concernent la préparation, les délais et l’accès à des 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 son étude de cas publiée en mars 2017 sur Titan, Materialise décrit la préparation de fichiers CAO pour imprimer des modèles en résine destinés à la fonderie.
Materialise Magics sert notamment à convertir et réparer les fichiers, à préparer leur géométrie et, selon le procédé, leurs supports. Le modèle imprimé remplace un modèle façonné à la main dans le processus de fonte ; il n’est pas à lui seul le bijou métallique final.
Titan rapporte des délais de développement raccourcis, des modifications de conception plus rapides et une meilleure maîtrise des détails et de la symétrie. Cette souplesse reste soumise aux contraintes de fabrication, de coulée et de finition ; la liberté géométrique n’est pas illimitée.
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 maîtrisé pour avoir le rendu escompté : lisse, brillant…
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.
| Bénéfice possible | Point de vigilance |
|---|---|
| Outils de personnalisation accessibles | Préserver le rôle et le savoir-faire du bijoutier |
| Préparation plus rapide de certaines créations | Contrôler les variations entre pièces |
| Création de pièces personnalisées | Maîtriser les limites de la machine et du matériau |
| Adaptation des dimensions et des quantités | Prévoir le travail de finition nécessaire |
Conclusion
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 révélée 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 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 d’abord été publié dans un numéro de 3D ADEPT Mag.
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