EuraTech Trends : Impression 3D

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Information about EuraTech Trends : Impression 3D
Technology

Published on March 4, 2014

Author: euratechnologies

Source: slideshare.net

Description

Le N°4 d'EuraTech Trends consacré à l'impression 3D. ( www.euratechnologies.com )
La perception de l’impression 3D que grand nombre d’entre nous a, est liée à la forte médiatisation et l’espérance d’une nouvelle révolution, technologique et/ou industrielle,
portée par le politique. En témoigne le discours de l’union du président Obama ou le lancement des 34 plans de reconquête industrielle par Arnaud Montebourg. Or
cette technologie est aussi vieille que l’Internet. En effet, Il y a tout juste 30
ans, Charles "Chuck" Hull imprimait dans son laboratoire le premier objet en 3D !

EuraTechnologies +(33) 320 191 855 Décembre 2013 Édition 1 Numéro 4 euratech trends L’impression 3D vers la démocratisation La perception de l’impression 3D que grand nombre d’entre nous a, est liée à la forte médiatisation et l’espérance d’une nouvelle révolution, technologique et/ou industrielle, portée par le politique. En témoigne le discours de l’union du président Obama ou le lancement des 34 plans de reconquête industrielle par Arnaud Montebourg. Or cette technologie est aussi vieille que l’Internet. En effet, Il y a tout juste 30 ans, Charles "Chuck" Hull imprimait dans son laboratoire le premier objet en 3D ! Il venait de créer un nouveau mode de fabrication, par ajout de matière, dit fabrication additive. Trois ans plus tard, après avoir breveté sa technologie, la stéréolithographie, il crée 3D Systems. En 1988, il lance la toute première imprimante 3D commerciale, la SLA-2502. D’autres acteurs apparaissent peu à peu, avec de nouvelles technologies, notamment Stratasys, avec son procédé FDM (Fused Deposition Modeling). Le coût des équipements, des matériaux et les temps de fabrication longs cantonnent, dans un premier temps, la fabrication additive à la réalisation de prototypes. L’optimisation des procédés et l’apparition de nouveaux matériaux ouvrent la voie L'impression 3D en haut de la courbe des tendances "Selon Gartner, d’ici 2015, 7 des 50 plus grands retailers mondiaux vendront des imprimantes 3D dans leurs magasins physiques et sur le web" Cette année pour la première fois, Gartner fait une distinction entre impression 3D grand public et impression 3D professionnelle. Cette clarification permet enfin de refléter la réalité du marché. Source : Gartner à la fabrication d’outillages (moules) et de petites séries de pièces, favorisant l’adoption de l’impression 3D dans le monde industriel. À partir de 2005, l’impression 3D s’ouvre aux particuliers avec une imprimante open source et autoréplicable, la RepRap, développée par Brain Bowyer de l’université de Bath. Portée par le développement du "Do It Yourself", l’ouverture de FabLabs et la création d'une plate-forme de crowdfunding, la RepRap est à l’origine de 470 projets ! Citons aussi l’emblématique Replicator, commercialisée en 2012, qui est à l’origine de la création de l’entreprise Makerbot en 2009. Depuis, l’offre ne cesse de s’étoffer ; le comparateur du site 3Dnative recense à ce jour plus d’une centaine de modèles, dans une fourchette de prix allant de 170 à 6 000 euros. D’autres entreprises ont choisi une approche différente en proposant aux entreprises et aux particuliers une plate-forme de services dédiée à l’impression 3D. On en compte aujourd’hui une quinzaine. La première fut Shapeways, entreprise néerlandaise créée en 2007. Le français Sculpteo existe quant à lui depuis 2009 et le belge i.materialise depuis 2010. Chacun d’entre eux Chiffres clés (source Gartner) 98 065 • : nombre d'imprimantes 3D qui devraient être écoulées en 2014 (+ 75 % par rapport à 2013), et doublement des ventes en 2015. 325 • millions de dollars : valeur du marché de l'impression 3D en entreprises en 2013 contre 87 millions pour le marché grand public. propose un panel de matériaux varié, des outils en ligne ou à télécharger pour préparer ses propres fichiers et une place de marché où l’on peut acheter des fichiers pour en réaliser l’impression si l’on est propriétaire d’une imprimante 3D. Pour exemple, Sculpteo réalise votre avatar 3D pour un prix variant de 20 à 200 euros. Avec la baisse du prix des imprimantes 3D, l’industrialisation de leur fabrication et la disponibilité de services, l’impression 3D semble bien engagée sur la voie de la démocratisation. Cependant, il reste quelques étapes à franchir avant qu’elle ne se banalise totalement et trouve une place chez chaque particulier : les prix doivent encore baisser, les imprimantes les moins chères étant encore réservées à un public averti ; l’appropriation de la conception 3D et de sa matérialisation a encore du chemin à faire - intégration, simplification - pour toucher le plus grand nombre.

02 euratech trends Un peu de techno... L’impression 3D d’un objet n’est que la dernière étape d’un processus qui commence par sa modélisation. Cette modélisation se fait soit par l’utilisation d’un scanner 3D, soit par un logiciel de CAO (OpenScad, Blender, SketchUp, 123D…). Elle est alors matérialisée par un fichier au format STL (Standard Tessellation Language). Il convient alors de le "slicer" (avec par exemple Slic3r), c’est-à-dire découper en tranches (chacune correspondant à une couche de dépôt de matière) ; on obtient alors un fichier en G-code, exploitable par le pilote de l’imprimante 3D. Les procédés de fabrication additive sont multiples et utilisent une grande variété de matériaux. On répertorie 7 procédés : la stéréolithographie ou Stereolithography Apparatus, SLA ; le dépôt fil tendu ou Fused deposition Modeling, FDM, et Fused Filament Fabrication, FFF  le frittage sélectif par ; laser ou Selective Laser Sintering, SLS ; la fusion sélective par laser ou Selective Laser Melting, SLM ; l’im- pression 3D PolyJet, 3DP impression couleur directe ; le laminage et découpe ou Laminated Object Manufacturing, LOM ; la fusion par faisceau d'électrons ou Electron Beam Melting, EBM. La gamme de matériaux employés s’est fortement étoffée et continue de s’élargir. Désormais, il est possible d’imprimer à partir de plastiques (résine, polyamide et ABS), de métaux (titane, acier, métaux précieux), de la céramique, de papier, de cuir, de béton, de plâtre, de matières alimentaires (chocolat, fromage) et de tissu biologique. Pour exemple, Stratasys annonce être capable d’utiliser 107 matériaux différents ! On imagine donc que l’étendue des possibilités est infinie et on comprend l’intérêt suscité pour de nombreux domaines d’activités : communication et publicité, graphisme et design, mode, médecine, aéronautique et aérospatiale, cinéma, agroalimetaire, industrie du bâtiment, architecture, industrie automobile, usage domestique... Vers une 3e révolution industrielle ? HP, par la voix de son CEO, Meg Whitman, a annoncé vouloir devenir le leader du marché de l'impression 3D ; les premiers modèles sont attendus pour mi-2014. Pour sa part, Stratasys prend le contrôle de MakerBot et se positionne ainsi sur le marché grand public. Sous l’impulsion du ministère du redressement productif, le Groupe Gorgé, spécialiste de la robotique et de la sécurité en milieu hostile, acquiert 88 % de la société Phidias Technologies  ; elles créent Prodway dont les imprimantes 3D disposent d’une technologique, MOVINGlight®, sans égal sur le marché. Aux ÉtatsUnis, début 2013, Barak Obama annonce la création d’un centre dédié à l’impression 3D, le National Additive Manufacturing Innovation Institute. En France, c’est du côté de Charleville-Mézières qu’est créé un cluster dédié à l’impression 3D. Tous ces signaux montrent bien que l’impression 3D porte l’espérance d’une nouvelle rupture technologique, dont les pays occidentaux veulent tirer parti pour se repositionner sur le secteur industriel, une 3e révolution industrielle ! APPEL À PROJETS / Aide au développement des ateliers de fabrication numérique L’appel à projets "Aide au développement des ateliers de fabrication numérique" a connu un franc succès puisque 154 dossiers ont été déposés. Sur les 14 lauréats, la région Nord-Pas de Calais est représentée par le projet porté par Tektos Business Club. NOUVELLE FRANCE INDUSTRIELLE / 34 plans de reconquête industrielle À l'occasion du rendez-vous de la Nouvelle France Industrielle, le Ministère du redressement productif a lancé 34 plans de reconquête industrielle qui fédéreront grands groupes et PME autour de priorités concrètes. Parmi eux, Le plan "Usine du futur" qui permettra à la France d’être au rendez-vous du prototypage rapide, de la convergence des réseaux sociaux, de l’hyperconnexion des entreprises, des interfaces homme-machine, de la robotique, de la réalité augmentée, du numérique, de l’impression 3D, de l’intelligence artificielle et du design. Pourquoi un tel engouement ? Dans un contexte de tension sur les ressources énergétiques, de changement climatique et de crise économique, la fabrication additive présente des avantages qui suscitent un vif intérêt. Fabri- quer le juste nécessaire, avec le minimum de matière première, au meilleur coût avec des procédés simplifiés et innovants, là où est le besoin, apparaît comme la solution pour répondre aux

euratech trends enjeux actuels. Le cas de la bijouterie en ligne Gemmyo illustre bien ce propos. Elle ne dispose d'aucun point de vente ni de stock. Grâce à l'impression 3D, les bijoux sont réalisés à la commande, à des prix défiant toute concurrence. Autre exemple, celui d’Amer Sports Footwear, propriétaire de l'équipementier Salomon. L’impression 3D lui a permis de relocaliser la conception et le prototypage en France mais également de proposer des produits plus proches des attentes de ses clients. On peut supposer que ce sont là les prémices d’un changement plus profond car la fabrication additive a le pouvoir de bousculer l’ensemble des processus qui régissent le monde de la fabrication et du commerce. En parallèle, la démocratisation de l'impression 3D ouvre également le champ à un nouveau mode de production, où les particuliers joueront un rôle concurrentiel de plus en plus prononcé ; c'est tout un écosystème qui est en train d'éclore. Les "pronétaires"(1), le "Maker Movement", issu de la "société fluide" et formé de "doueurs"(2), sont tout à la fois des fabricants, des artisans, des bricoleurs qui inventent, fabriquent, échangent et même vendent des objets. On parle de Micro Usines personnalisées, 1. Néologisme créé par Joël de Ronay en 2005, qui vient de "pro" (favorable à) et net (Internet) MUP(3) et de production distribuée. Ce phénomène est illustré par l’initiative d’Emmanuel Gilloz, du FabLab de Nancy. Il a créé l'imprimante 3D pliable FoldaRap, dont les plans sont publics et tous les composants disponibles dans le commerce pour 200 à 300 euros. Il propose aux possesseurs d’imprimante 3D de leur acheter les pièces qu'ils fabriqueront pour assurer la commercialisation de la FoldaRap. Rappelons également les plates-formes d'impression 3D en ligne comme thingiverse, shapeways ou sculpteo qui offrent aux particuliers ne disposant d’aucun équipement d’impression de fabriquer et vendre leurs productions. Nul doute que ce mouvement d'ouverture et d'appropriation par le plus grand nombre de l’impression 3D contribuera à une certaine convergence avec le milieu industriel, par exemple dans le domaine de la conception ou du design. LE REVERS DE LA MÉDAILLE Comme toute technologie, la fabrication additive comporte des zones d’ombre. Une première étude menée par une équipe de l'Institut de technologie de l'Illinois à Chicago nous interroge sur les conséquences possibles sur la santé. Elle a mis en évidence que les poussières microscopiques (11,5 et 115 nanomètres) émises par des imprimantes 3D pendant leur cycle de production, dans une pièce, peuvent provoquer des troubles respiratoires. Que penser également de ces reproductions fidèles d’armes à feu produites par des particuliers ou du potentiel de nuisance de bioimprimantes 3D entre les mains de personnes mal intentionnées... Les aspects juridiques et réglementaires ne sont pas en reste : quid de la propriété intellectuelle dans le cas d’une co-conception entreprise – particulier ? Quid 2. de l'anglais "doer", du verbe "to do" (faire) 03 du respect de la réglementation existante sur la sécurité lorsque le produit est fabriqué et vendu par un particulier ? Quid de la garantie sur un équipement acheté par un particulier, si celui-ci remplace une pièce qu’il aura produit par ses propres moyens ? AGENDA Consumer Electronic Show (CES) du 7 au 10 janvier 2014, Las Vegas Le salon des technologies de Las Vegas, le CES, a choisi de dédier un espace uniquement réservé aux fabricants d’imprimantes 3D. 3D Print Show du 13 au 15 février 2014, New York Les acteurs du marché de l'imprimante 3D se réunissent pour faire découvrir les multiples usages de cette technologie. RAPIDPRO 2014 les 26 et 27 février, Veldhoven Réservé aux industriels et aux professionnels à domicile. 3D inside PRINTING les 10 et 11 mars 2014, Berlin Le plus important salon de B2B pour l'industrie de l'impression 3D. International Conference on Additive Manufacturing and 3D Printing les 8 et 9 juillet 2014, Nottingham Cette conférence internationale est reconnue pour être le lieu de tranfert des connaissances mondiales en matière de technologies additives. 3 .Cf "L'impression 3D" de Mathilde Berchon et Bertier Luyt, éditions Eyrolles

04 euratech trends L’impression 3D en Nord-Pas de Calais : des ambitions... Des acteurs du commerce s’y essayent Connue de tous les passionnés d’électronique, l’enseigne Selectronic, dispose d’une gamme d’imprimantes 3D personnelles, allant du kit au modèle haut de gamme. Si vous hésitez encore à franchir le pas, Selectronic offre un service de location à la journée pour un tarif de base de 49,90 euros. Top Office, distributeur de fourniture et matériel de bureau, met, quant à lui, à disposition de ses clients des imprimantes 3D dans cinq de ses magasins dont celui de Villeneuve d'Ascq. Le service est facturé de 9,9 euros à 29,90 euros TTC en fonction des dimensions de l’objet. Le groupe Auchan, dans son hypermarché flambant neuf du centre commercial Aéroville, fait le pari de l’impression 3D en installant un corner dédié. Il dispose d’une imprimante MakerBot et d’une imprimante Cube fournies par Machine-3D et de 3D Make It, plate-forme de gestion des impressions, développée par Webpulser. Sa bonne marche est assurée par une équipe de conseillers formés par CKAB. FORMATIONS pour les petits et les pros ! Pour faciliter la diffusion et l’appropriation des technologies d’impression 3D, la formation est incontournable. L'école primaire roubaisienne Edmond Rostand a saisi l’opportunité offerte par la réforme des rythmes scolaires pour créer un club "Imprimante 3D". Ce club animé par Pol Hovine propose aux écoliers de 6 à 11 ans de faire leurs premières armes dans le monde de la fabrication additive. De son côté, le Centre Arts et Métiers ParisTech de Lille, en partenariat avec Everytech, s’adresse aux professionnels et aux passionnés. En 5 jours de formation sont abordés les différentes technologies et leurs mises en œuvre, ainsi que les impacts sur les processus de conception et de fabrication. Lean Hosting OVH, un des leaders mondiaux de l’hébergement et du cloud, s'est doté d'une imprimante 3D grand public pour expérimenter la fabrication de certaines pièces de ses serveurs et leurs comportements opérationnels. À terme, OVH espère être en mesure de reproduire toutes les pièces mécaniques de ses serveurs, diminuant ainsi ses coûts de production par la réduction des frais de transport et de stockage, et l'utilisation de matières premières peu onéreuses. Et pourquoi ne pas produire sa propre matière première ! Voilà la réflexion qu’a du se faire Guillaume Morlet. Le projet de ce Marckois est ni plus ni moins de proposer un équipement capable de produire les bobines de fils utilisées sur un grand nombre d’imprimante 3D à partir, notamment, des bouchons et des bouteilles en plastique ! 165, avenue de Bretagne, 59000 Lille VOUS AVEZ DIT 4D ! La prochaine révolution, qui pourrait même bousculer celle en cours, serait l’impression 4D. Ce n’est encore qu’un projet de recherche, mené notamment par le MIT, Stratasys et Autodesk. La 4e dimension correspond à la possibilité de "programmer" les matériaux afin que les objets produits aient la capacité d’adopter leurs caractéristiques et leurs formes en fonction du contexte. UNE NOUVELLE TECHNOLOGIE, LIBRE DÉBUT 2014 Début 2014, la technologie d’impression 3D par frittage sélectif par laser (SLS) passera dans le domaine public. Cette technologie représente un bond technologique significatif puisqu’elle offrira aux imprimantes grand public une qualité de finition proche du moulage par injection et la réalisation d’objet en métal. BIBLIOGRAPHIE Makers : "The New Industrial Revolution", Chris Anderson auteur du bestseller "The long Tail", 2012. 3D Printing : The Next Technology Gold Rush – Future Factories and to capitalize on Distributed Manufacturing, Christopher D. Winnan, 2012. Low-cost 3D printing for science, education & sustainable development, ouvrage collectif, 2013. The Book on 3D Printing, Isaac Budmen et Anthony Rotolo, 2013. L’impression 3D, Mathilde Berchon et Bertier Luyt, 2013. Fabricated : The New World of 3D Printing, Hod Lipson, Melba Kurman, 2013. Équipe Développement économique : 03 20 19 18 55 Accueil EuraTechnologies : 03 59 08 32 30 Retrouvez-nous sur le Web ! www.euratechnologies.com contact@euratechnologies.com

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