Retour sur une année exigeante : ce que l’industrie de la FA doit retenir de 2022 pour aller de l’avant en 2023.

Rétrospective rédigée pour le numéro de novembre/décembre 2022, puis publiée en ligne en janvier 2023. Les appréciations et attentes pour 2023 expriment le point de vue de la rédaction à cette époque. Les annonces d’opérations sont distinguées de leur finalisation.

Des fusions et acquisitions aux faillites, en passant par les étapes attendues et inattendues, 2022 nous a fait vivre des montagnes russes émotionnelles.

Alors que l’année 2022 touche à sa fin, 3D ADEPT Media revient sur une année difficile à caractériser. Pour paraphraser un livre bien connu, nous nous sommes réjouis avec ceux qui se sont réjouis, nous avons éprouvé de l’empathie pour ceux qui se trouvaient dans des situations vraiment inconfortables, et surtout, nous avons analysé, tiré des leçons et des enseignements qui, nous l’espérons, seront pris en compte par le secteur à l’avenir. Voici un résumé de ce que nous retiendrons des affaires, de la chaîne de valeur de la fabrication ainsi que des industries verticales et des normes.

1. « Le monde appartient à ceux qui osent », dit le proverbe, mais est-ce toujours suffisant ?

Le suivi éditorial cité pour 2021 recensait plus de 53 opérations, SPAC comprises, contre plus de 21 acquisitions signalées en 2022. Ce relevé illustre la poursuite des rapprochements, sans constituer un recensement exhaustif ni démontrer un record historique. Financement, technologie et accès à de nouveaux marchés peuvent se combiner dans les motivations des acheteurs.

Le tableau reprend la sélection d’origine. Stratasys a acquis l’activité matériaux de FA de Covestro, et non le groupe entier ; la finalisation date du 3 avril 2023. SLM Solutions est devenue une filiale consolidée de Nikon le 27 janvier 2023. Les mentions de « première société acquise » reproduisent le repérage éditorial de 2022.

À la rédaction de ce bilan, l’offre de Nikon sur SLM Solutions était encore en cours. Après Morf3D, elle marquait l’élargissement des activités du groupe en fabrication additive métallique, en complément de ses compétences de mesure. La comparaison avec la stratégie d’acquisitions de GE illustre une lecture éditoriale de ce mouvement, sans garantir ses résultats industriels ou financiers.

Un autre exemple intéressant pourrait être celui de HP et de Choose Packaging, une startup basée en Écosse qui fabrique des conteneurs en papier qui pourraient constituer une alternative judicieuse aux emballages de boissons, de détergents pour le linge, de maquillage ou de nourriture. À première vue, la première réflexion pourrait être : qu’est-ce qu’une entreprise qui fabrique des conteneurs en papier a à voir avec l’impression 3D ? Eh bien, au cœur du processus de fabrication, on trouve la technologie Multi Jet Fusion (MJF) de HP et un matériau à base de plantes qui peut rendre les conteneurs en fibre moulée imperméables.

Le fabricant présentait cette combinaison comme une voie vers des emballages recyclables ou compostables. Même si cet achat vient s’ajouter au service existant d’outillage en fibre moulée de HP, ne pouvons-nous pas considérer le fait que des outils imprimés en 3D soient utilisés pour fabriquer rapidement des moules comme une impulsion pour une activité durable intégrée verticalement et rendue possible par la fabrication additive, celle des conteneurs écologiques pour l’industrie des biens de consommation ?

Les bénéfices environnementaux évoqués sont à examiner pour l’emballage complet, son usage et sa fin de vie. Le recours à des fibres ou à une matière biosourcée ne prouve pas à lui seul la recyclabilité ou la compostabilité dans toutes les filières.

Le dernier exemple que je voudrais mentionner ici est celui d’Authentise qui va au-delà de la FA avec son acquisition d’Elements Technology Platform. À ce jour, l’éditeur de logiciels gagne également des parts de marché en dehors de la FA, en proposant un outil libre-service unique pour tous les types d’opérations de fabrication, afin de créer, capturer et accéder rapidement à des processus d’atelier reproductibles. C’est la règle qui consiste à ne pas mettre tous ses œufs dans le même panier. C’est aussi simple que cela.

Si ces fusions et acquisitions ont apporté une bouffée d’air frais aux entreprises acquises, d’autres ont suffoqué par manque d’air.

Les difficultés rencontrées en 2022 ne recouvrent pas toutes la même situation : procédure collective, arrêt d’un service, réduction d’une activité ou fermeture d’une entreprise doivent être distingués. Le cas de Fast Radius ci-dessous et le recentrage de Xerox illustrent cette diversité ; ils ne justifient pas de compter toutes les marques citées à l’origine comme des sociétés liquidées.

La plupart du temps, les ressources financières sont pointées du doigt comme étant la raison principale d’une cession, mais je crois sincèrement qu’un autre aspect crucial pour prospérer – et donc générer des bénéfices – est souvent négligé : une stratégie marketing réfléchie. Je vous prie d’être indulgent avec moi car je ne trouve aucune joie à écrire ces lignes. Je comprends que l’une des décisions les plus déchirantes qu’un fondateur puisse prendre est de fermer son entreprise, mais les fondateurs d’entreprises technologiques doivent réaliser que parfois, l’entreprise qui vend le plus n’est pas celle qui a le meilleur produit, mais simplement la meilleure stratégie marketing.

Cette réflexion sur le marketing est une opinion éditoriale générale. Elle n’établit pas la cause des difficultés financières d’une entreprise particulière.

Fast Radius a déposé une demande de protection au titre du Chapter 11 le 7 novembre 2022. Une telle procédure ne signifie pas, à elle seule, une fermeture immédiate : l’entreprise indiquait vouloir poursuivre le service aux clients pendant la procédure.

Précision ajoutée à cette rétrospective : l’accord de cession de la quasi-totalité des actifs de Fast Radius à SyBridge Digital Solutions est daté du 8 décembre 2022, pour une contrepartie annoncée d’environ 15,85 millions de dollars US. Il s’agit d’une cession d’actifs dans la procédure, pas du simple rachat d’une société inchangée.

Concernant Xerox, l’information rapportée dans ce bilan de 2022 portait sur une réduction de l’activité de fabrication additive et un recentrage sur l’assistance aux installations existantes d’ElemX. Elle ne concernait pas la fermeture du groupe Xerox et ne doit pas être lue comme son état actuel.

Pour terminer cette partie “Business” sur une note plus légère, je dirais que la chance n’a peut-être pas été du côté de ceux qui cessent leurs activités, mais elle pourrait l’être pour la prochaine vague de nouveaux venus sur le marché. C’est une bonne nouvelle, car la plupart d’entre eux sont issus d’instituts de recherche ou d’entreprises bien établies possédant une solide expertise dans un autre domaine de fabrication. Le fait d’être soutenu par une entreprise plus importante est toujours une bonne chose pour tout acteur qui tente de se faire une place sur la piste de danse de la FA. Parmi ces nouveaux venus, citons EPSON, Jeol, Grob, Krauss Maffei et AviaTOOLS.

2. La chaîne de valeur : matériaux, logiciels, procédés et post-traitement

Historiquement, l’industrie manufacturière est le secteur qui a le plus de poids lorsqu’il s’agit de sortir l’économie globale d’une récession. Cela n’a jamais été aussi vrai qu’en cette ère post-Covid. En effet, l’attention portée à la fabrication additive (FA) pendant la pandémie en tant qu’outil pour surmonter les difficultés de la chaîne d’approvisionnement a conduit à une transition croissante vers la FA pour sa flexibilité et ses capacités de production à la demande, et vers l’utilisation de la FA comme source de développement de produits. Cela a également conduit à des développements clés dans des domaines spécifiques de la chaîne de valeur de la fabrication et des industries verticales spécifiques qui ont également été observés en 2022.

Les matériaux, premier domaine de croissance

Dans cette veine, le premier domaine où nous avons observé des développements intéressants pour l’industrie est celui des matériaux. 2022 a été une autre année où le cuivre a brillé, que ce soit dans les applications ou les nouvelles formes de matériaux disponibles – C’est quelque chose qu’Olaf DIEGEL a également souligné dans sa rétrospective pour 2022 . Parmi les entreprises qui ont ajouté le cuivre à leur portefeuille, citons Infinite Flex, producteur de matériaux intelligents, qui a mis au point une poudre de cuivre pur pour l’impression 3D SLM industrielle ; Kupros, une entreprise américaine qui développe un filament de cuivre conducteur entièrement métallique ; ou encore 3D Systems qui ajoute un alliage cuivre-nickel pour l’impression 3D métal.

Parmi les applications qui ont démontré le potentiel de ce matériau lorsqu’il est combiné à la FA, citons par exemple les durcisseurs par induction (inducteurs) pour les roues dentées dans le secteur automobile et pour les pignons des tronçonneuses (développés par Schunk et AIM3D) ; une plaque de refroidissement en cuivre imprimée en 3D développée par JX Nippon Mining & Metals (JXNMM) et Alloyed, ou ce quadripôle radiofréquence (RFQ), l’une des pièces les plus complexes de tout accélérateur – développé par TRUMPF pour le projet I.FAST coordonné par le CERN.

Dans un autre ordre d’idées, j’ai été agréablement surprise de voir le développement de matériaux qui tiennent de plus en plus compte des défis environnementaux et de la nécessité de lutter contre le changement climatique.

Du côté des métaux, IperionX fait partie des entreprises que je souhaitais suivre. Dans son entretien de 2022, Taso Arima présentait des voies utilisant des déchets ou des matières minérales pour produire du titane, avec des objectifs de réduction des coûts et des impacts. Ces objectifs et simulations doivent être distingués de mesures à pleine échelle industrielle.

Je ne cesserai de prêter attention aux entreprises qui prennent des mesures dans le domaine des polymères, car comme je le dis toujours, le défi est plus grand pour elles en raison de la nature de leur activité. Bravo à Evonik qui présentait des développements dans l’industrie de la FA, avec l’introduction d’une nouvelle qualité de poudres PA12 dont les émissions de CO2 sont considérablement réduites, et qui prévoit d’aller encore plus loin l’année prochaine. Il convient également de mentionner WASP, qui développe un matériau de filet de pêche recyclé. Ceci n’inclut pas le nombre d’applications ponctuelles qui ont été réalisées avec des matériaux recyclés.

J’espère que l’année prochaine, de plus en plus d’entreprises réaliseront que la durabilité ne doit pas être considérée comme un argument de vente, mais comme une question essentielle, étant donné que l’industrie manufacturière est depuis longtemps l’un des principaux responsables de la pollution environnementale.

Logiciels : mieux piloter la production et estimer les impacts

Cela fait quelques années que les utilisateurs de FA demandent des solutions logicielles plus robustes pour l’ensemble du flux de production, des solutions logicielles capables de rationaliser les flux de production et de s’intégrer aux solutions d’entreprise existantes, des logiciels permettant aux ingénieurs de concevoir plus facilement une pièce directement pour la fabrication additive plutôt que de devoir la concevoir deux fois. Je ne dis pas que ce qui était disponible jusqu’à présent n’était pas intéressant, je dis qu’ils ont été améliorés et que d’autres ont été développés avec quelques ingrédients magiques.

L’IA est l’un des termes mis en avant dans ces offres. Au-delà de l’étiquette, il faut examiner la tâche automatisée, les données utilisées et les résultats obtenus sur un cas d’usage.

Une entreprise qui sait vraiment ce qu’elle fait est Hyperganic, qui développe un logiciel d’ingénierie algorithmique alimenté par l’IA. Ce dernier utilise des blocs de construction et des cadres personnalisables pour créer des applications individuelles et automatiser les tâches répétitives, ce qui peut conduire à des applications de personnalisation de masse ou à la génération de canaux de refroidissement internes complexes, de structures en treillis et de géométries à parois minces.

En parlant de solutions SaaS qui peuvent rationaliser les flux de travail et s’intégrer aux solutions d’entreprise existantes, j’aime le système d’exploitation d’usine piloté par l’IA développé par Oqton. L’équipe apporte une solide expertise et sa plateforme couvre plusieurs étapes du flux de fabrication. J’ai pu découvrir le système d’exploitation de fabrication basé sur le cloud de la société, et j’ai compris comment il automatise le flux de travail de bout en bout dans l’atelier de production et au-delà.

La plateforme CO-AM de Materialise, développée après l’acquisition de Link3D, vise à relier des outils de planification, d’optimisation et de suivi. Son ouverture aux partenaires ne signifie pas un accès gratuit ou libre de droits : licences et intégrations dépendent de l’offre retenue.

Au niveau de la conception et de la simulation exclusivement, je n’ai pas encore eu l’occasion de les approcher, mais j’ai entendu de bonnes choses sur 1000 Kelvin GmbH, une start-up qui propose une solution tout-en-un alimentée par l’IA. Nous les garderons probablement dans notre radar l’année prochaine.

La simulation constitue une autre piste, du dépoudrage chez Solukon aux écoulements et phénomènes de procédé étudiés avec les outils de Flow Science. Elle permet de comparer des scénarios avant fabrication. Un modèle de simulation n’est toutefois pas automatiquement un jumeau numérique relié à l’équipement réel ; précision et rapidité dépendent du modèle, des données et de sa validation.

 Une étape importante en termes de durabilité a été franchie par des sociétés de logiciels qui ont développé des outils de « calcul de l’empreinte carbone des produits » pour les pièces imprimées en 3D. Siemens Digital Industries Software et CASTOR sont deux sociétés qui ont pris une longueur d’avance dans ce domaine.

Un calculateur estime une empreinte à partir de données et d’hypothèses. Son utilisation ne réduit pas automatiquement les émissions ; elle peut guider des choix, dont les effets doivent ensuite être évalués sur un périmètre comparable.

Cela dit, le logiciel est un monde vaste qui reste très dépendant des plateformes, qu’il s’agisse des processus de fabrication ou des processus de post-traitement.

Processus de fabrication : un besoin de processus dédiés

La vitesse a toujours été le premier défi technologique à relever dans le développement des imprimantes 3D industrielles – en particulier pour les industries axées sur la production en série – suivi par les matériaux. Cette année, la vitesse est restée l’un des principaux défis à relever dans le développement des imprimantes 3D, mais parfois, la nécessité de la relever était motivée par une vision plus large.

Seurat figurait parmi les entreprises suivies pour sa technologie Area Printing. L’entreprise décrivait un laser de forte puissance et une modulation spatiale permettant d’exposer de nombreux points de poudre en parallèle. Les valeurs de 30 kW et de 2,3 millions de pixels citées dans ses présentations sont des caractéristiques annoncées, pas une comparaison universelle de consommation ou de débit avec la fonderie.

Le laser reste un poste de coût et un levier d’évolution pour plusieurs procédés. Puissance, longueur d’onde et interaction avec le matériau doivent être adaptées à l’application ; aucune source n’est la plus efficace pour toute la fabrication additive.

La collaboration annoncée entre Essentium et NUBURU explorait notamment l’emploi de lasers bleus. Le gain de vitesse pouvant atteindre un facteur dix et l’absence de certaines étapes aval étaient des objectifs ou revendications associés à cette annonce de 2022, sans démonstration générale fournie dans ce bilan.

Dans un autre ordre d’idées, alors que davantage de matériaux doivent (encore) être qualifiés pour être utilisés sur les machines de FA, il convient de reconnaître l’importance des nouveaux procédés d’impression 3D qui sortent du lot et qui sont développés pour traiter des matériaux exotiques et parfois plus difficiles. L’un des premiers exemples qui me vient à l’esprit est “Goliath“, une imprimante 3D grand format développée par Teu2tec GmbH et qui permet d’imprimer des objets à partir de granulés compatibles en utilisant le procédé de modélisation par extrusion de pâte (PEM = paste extrusion modelling process).

Parmi les autres exemples qui méritent d’être mentionnés, citons les imprimantes 3D en silicone – un type d’imprimante dont je pensais qu’il ne présentait plus d’intérêt pour le marché – mais Lynxter et Spectroplast ont prouvé le contraire. Et avant que je n’oublie, l’impression 3D FDM est toujours en pleine effervescence, depuis que des entreprises comme DUPLEX ont fait leurs débuts sur le marché avec l’impression multidirectionnelle et que RAISE3D a présenté une boîte à outils qui pourrait être la solution tant recherchée à ce problème de vitesse.

Post-traitement : assurance qualité et tomodensitométrie

Nous avons clairement dépassé le stade où nous devions informer et éduquer sur le fait que le post-traitement est la tâche la plus compliquée à réaliser parce qu’elle n’était pas automatisée, ce qui entraînait une augmentation du prix de la pièce finale et de longs délais de livraison.

Que nous parlions d’enlèvement de poudre, d’enlèvement de support, d’usinage ou de toute autre solution de post-traitement, nous sommes à un stade où les utilisateurs veulent plus d’options – fantaisistes, utiles, plus sophistiquées – et ils veulent savoir comment ils peuvent ajouter de la valeur à leur processus. En tout cas, c’est clairement l’une des tendances observées dans les solutions introduites sur le marché cette année – toutes solutions confondues.

Parmi le large éventail de solutions développées et améliorées pour l’étape du post-traitement, je dois dire que les solutions d’assurance qualité (y compris la tomodensitométrie) sortent du lot et continueront probablement à le faire en 2023. Les sociétés que je suivrais certainement ici sont ZEISS, Sigma Additive Solutions et Lumafield.

Dans un autre ordre d’idées, le récent salon Formnext a révélé que, qu’ils soient utilisés avec des solutions de post-traitement ou des processus de fabrication, les mois ou années à venir verront probablement beaucoup plus de développements dédiés à la FA compatibles avec les systèmes robotiques.

3. Normes et industries verticales adoptant les technologies AM

 Ce n’est pas un secret que la croissance des industries, des technologies ou des processus émerge et se développe en même temps que le besoin de normalisation – qui aide à garantir la sécurité, la fiabilité et la répétabilité. Que ce soit sous l’impulsion des régulateurs, des organismes de normalisation ou de l’industrie elle-même, cette année a vu « l’émergence d’une culture de l’assurance dans la FA » qui contribuera certainement à renforcer la confiance dans toute la chaîne de valeur. Cette évolution a été marquée par le nombre croissant d’organismes d’élaboration de normes et d’organismes de classification, ainsi que par l’élaboration de nouvelles normes pour des industries spécifiques.

La première édition d’API 20S, pour les composants métalliques, date d’octobre 2021. Elle a été complétée en août 2022 par API 20T, consacrée aux composants à base de polymères. Ces références historiques illustrent la structuration de la qualification ; elles ne désignent pas nécessairement les éditions actuellement applicables.

Enfin, comme je l’ai déjà dit, que nous parlions d’avancées technologiques au niveau des machines, des logiciels, des matériaux ou de l’enlèvement des poudres, l’activation des applications par le biais de tous ces processus est l’exemple qui démontre qu’ils fonctionnent parfaitement ensemble. C’est un cercle vertueux. Parmi les industries verticales qui adoptent les technologies de la FA, l’aérospatiale et l’espace restent les principaux secteurs verticaux qui ont stimulé ce marché grâce à de nouvelles applications complexes et fascinantes et à l’émergence de nouvelles entreprises qui pénètrent le marché en faisant de la FA un élément clé de leurs opérations.

Toutefois, deux autres secteurs qui exploitent la FA à leur manière continuent de se développer : l’impression 3D dans la construction et la bio-impression 3D. Alors que de nombreux professionnels restent prudents, ces secteurs verticaux ont vu un nombre croissant d’applications et de développements – par exemple, cet échafaudage de poumon humain imprimé en 3D dans la bio-impression 3D et les nouveaux matériaux dans l’impression 3D de construction -, ouvrant ainsi une myriade de possibilités que les gens ne sont probablement pas prêts à explorer.

L’échafaudage pulmonaire évoqué relève de la recherche en bio-impression. Il ne s’agit pas d’un poumon complet fonctionnel dont l’utilisation clinique serait établie dans cet article.

Alors

Après une année de « remise du Covid-19 », je dois dire que l’année 2022 ne m’a pas déçue. Il y avait beaucoup de choses à voir et à découvrir, beaucoup de choses à apprendre et évidemment beaucoup de choses que je n’ai pas mentionnées, mais ce n’est pas grave parce que je me suis rendue compte que jusqu’à ce que la FA devienne plus mature, cette industrie vous fera toujours sentir de cette façon : parfois ennuyé, ce qui est bien car cela montre qu’il y a une certaine stabilité, mais la plupart du temps, affamé de plus.

Cette rétrospective a été initialement publiée dans le numéro de novembre/décembre 2022 de 3D ADEPT Mag.

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