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Formnext connect : innovations impression 3D

26 novembre 2020

Quelles sont les tendances en impression 3D après le Formnext Connect 2020 ?

Le salon virtuel Formnext Connect 2020 a permis de faire le point sur les innovations de l'impression 3D et projections pour 2021. Découvrez la revue de tendances établie par notre service Matériautech.

Dans ce contexte sanitaire, peu de salons physiques ont pu avoir lieu. Le service Matériautech s’est donc promené virtuellement sur le salon Formnext Connect qui a normalement lieu à Francfort tous les ans. Ce salon est une référence mondiale dédiée à l’impression 3D. L'édition 2019 avait été un succès en rassemblant 852 exposants et près de 35 000 visiteurs, mais cette année ce sont tout de même plus de 200 exposants et 8 500 participants qui ont participé virtuellement sur ce format d'événement qui privilégiait davantage le networking. 

Quelques tendances se sont profilées sur le salon :

  • Economie circulaire
  • Fonctionnalisation
  • Nouvelles matières hautes performances 
  • Optimisation des machines et du workflow
  • Automatisation

L’impression 3D mise sur des matières biosourcées, recyclées ou recyclables 

L’impression 3D n’échappe pas à la tendance actuelle dans le monde de la plasturgie : l’économie circulaire est bien un fort enjeu. La fabrication additive garantit une grande flexibilité et remet en question les modes de production avec la production à la demande. Les technologies d’impression 3D permettent aussi d’alléger les pièces, grâce à une grande liberté de conception ou par l’utilisation de matières biosourcées, recyclées ou recyclables.  

Du côté des technologies poudres, le PA12 reste une matière très répandue, mais depuis quelques années, le PA11 fait son apparition pour les procédés SLS ou MJF, notamment développé entre autres par Arkema. Ce polyamide est issu de l'huile de ricin et permet d'avoir une recyclabilité des pièces conçues, lorsqu’une filière de récupération est mise en place. De plus, cette matière est plus intéressante techniquement que le PA12 en offrant une meilleure tenue à l'impact, à l’usure et une meilleure isotropie des performances lors de l’impression.

D’autres fournisseurs proposent des grades polyamides biosourcés pour l’impression 3D FFF. DSM propose l'EcoPaXX AM4001 GF, un PA410 contenant 70% de matériau biosourcé à base de ricin pour des applications automobiles en combinant tenue mécanique et tenue thermique. DSM développe des filaments sur base rPET renforcés fibre de verre, présentés lors d’une conférence avec une application grande dimension pour un pont piétonnier offrant des caractéristiques mécaniques importantes.

Kimya propose également des grades vertueux tels que des TPU, HIPS ou PLA.

De son côté, Covestro souhaite proposer 100% de produits recyclés ou consommant au maximum 20% de CO2 à la fabrication d’ici 2025. Dans cette optique, la société prévoit d’adapter sa gamme Adigy pour l’impression 3D.

De nouveaux matériaux 3D pour gagner en fonctionnalité

Matériaux 3D poudre

Côté nouveautés, beaucoup de matériaux souples se développent sur le marché de l’impression 3D. Evonik et HP ont développé un TPA (Polyamide élastomère thermoplastique) compatible avec leur technologie 3D Multi Jet Fusion avec une dureté 91 ShA. Cette matière à basse densité est bientôt disponible sur les machines HP 4200.

En dehors des polyamides, le panel des matières s'étoffe du côté des technologies 3D poudre avec le PBT, le PP, PE, TPU. Le PP souvent réservé aux procédés conventionnels devient de plus en plus présent en SLS permettant d'envisager une réduction des couts matières, en particulier pour l'industrie du packaging avec des productions en série et davantage de recyclabilité.

Coté fonctionnalités, BASF s'illustre avec des grades ignifugés ou ESD pour des applications électriques et électroniques sur base polyamide. Ces matières hautes performances sont notamment proposées par Sculpteo.

Arkema a également déployé la gamme PEBAX, un Polyether block amide (PEBA), pour les applications poudres, déjà existante pour les applications filaments avec Kimya qui propose un PEBA avec une élongation de 550%. Ces élastomères thermoplastiques sont plus légers que le TPU notamment avec un meilleur comportement à froid.

Matériaux 3D filament

NematX AG a présenté une matière qui était pour le moment peu proposée sur des technologies filament : le LCP, un polymère à cristaux liquide qui offre d’excellentes propriétés mécaniques et une tenue thermique supérieures à 250°C.

Le panel de matières s’élargit aussi du côté de Kimya, qui propose sur base filament des matières hautes performances avec de multiples fonctionnalités, telles que le PEI, PPSU ou le PEKK.

De son côté, Lehvoss a annoncé récemment la certification de l’une de ses matières hautes performances qui offre une grande résistance en température : le filament polyamide LUVOCOM 3F PAHT® 9825 NT. Cette matière, associée au procédé d’impression 3D Ultimaker S5 Pro Bundle, a en effet été testée et certifiée reproductible par TÜV SÜD, permettant ainsi de garantir des productions de petites séries fiables.

Matériaux 3D résine

Après de nombreuses annonces cette année, BASF met en avant sa gamme de résines Ultracur3D, qualifiée notamment par Photocentric.

Nexa3D a ajouté cette année plusieurs références à sa gamme de résines (xPro410 et xCast), développées par Henkel, fournisseur depuis quelques années pour de nombreux fabricants de machines 3D résine sur le marché.

Matériaux 3D granulés et silicones

Jabil mène des qualifications massives pour amener plus de grades matières adaptés à la fabrication additive, sous forme de granulés, dans l’objectif de développer l’utilisation d’imprimante 3D à base de granulés. Ils collaborent avec Titan Robotics, qui a lancé sa nouvelle imprimante grand format sur base granulés au Formnext : The Atlas.

Elkem étend leur gamme silicones pour différentes applications telles que le prototypage ou des applications médicales, permettant de réaliser des pièces souples tout en bénéficiant des hautes performances du silicone.

L’alimentarité enfin atteinte en impression 3D !

Jusqu’à maintenant aucun fournisseur ne proposait l’alimentarité sur le polypropylène. DSM a saisi l’opportunité et a annoncé l’Arnilene® AM6002, qui est le premier grade alimentaire PP pour les technologies poudres de type SLS.

Arburg, bien connu dans le monde de l’injection, continue à prouver le potentiel de la technologie 3D Freeformer grâce la diversité d'applications. Dernièrement, Arburg a notamment dupliqué son modèle de constructeur de presses à injecter, permettant d’utiliser la "matière du client final", de travailler tant sur des matières souples jusqu'à 10 ShA que sur des matières hautes températures. Ainsi, cette technologie favorise l'utilisation de matières approuvées pour le contact alimentaire ou de matières biocompatibles avec la possibilité de produire en salle blanche pour des applications médicales.

Les innovations du côté des imprimantes 3D et des logiciels

WASP 3D, fabricant d’imprimante 3D sur base granulés et filaments, a créé une version PRO de sa Delta 2040, qui apporte une meilleure qualité d’impression (tête plus légère, composants de plus haute qualité…) et qui permet également l’impression de thermoplastiques, d’argile ou de céramique selon la tête montée.

Smart3D souhaite aussi élargir le champ des possibles et lance la MACRO, une machine 3D à dépôt de fil pour travailler à haute température (500°C sur la tête d’impression et 120°C en chambre) et qui offre une gamme matière assez large.

Prodways a profité du salon virtuel Formnext Connect pour annoncer l’arrivée de la P1000X, dérivée de la P1000, qui amène des optimisations de temps de production et de précision.

Materialise développe une technologie dual laser appelée BLUESINT PA12 qui permettra de réutiliser la poudre PA12 plus longtemps, en corrigeant les défauts obtenus actuellement sur la poudre recyclée (peau d’orange). Materialise a également annoncé l’arrivée d’une plateforme d’aide au choix technologique appelée Process Tuner pour les entreprises se tournant vers la personnalisation de masse.

Les associations entre différents acteurs du marché de l’impression 3D sont de plus en plus fréquentes, comme en témoigne le travail mené par Stratasys et nTopology pour rendre l’optimisation topologique plus accessible et automatiser la conception, notamment pour les outillages et gabarits.

Enfin, Dyemansion mise aussi sur un travail en partenariat avec Siemens, pour optimiser le workflow entre les logiciels, les imprimantes et ses solutions de post-traitement (nettoyage et teinture).

De belles perspectives à retenir

Dans l’ensemble, l’accent est mis sur l’automatisation du post-traitement, dans le but de réduire le temps alloué à cette étape. Mais aussi sur l’optimisation du workflow, pour rendre le passage de la conception à la fabrication puis au post-traitement bien plus fluide.

Le développement de gammes matières dédiées à des applications spécifiques (certifications pour le contact alimentaire, pour les dispositifs médicaux, pour l’automobile…) vise à accélérer l’adoption de l’impression 3D, en démontrant que les technologies répondent aux secteurs les plus exigeants. L’optimisation des imprimantes 3D tend également à accélérer les temps de production, la précision, la répétabilité, et permet de se pencher sur de plus grands formats de pièces et de plus grandes séries de production.

Tandis que les technologies 3D sont désormais bien en place, les regards se tournent vers les développements matières qui permettront à chacun de s’engager davantage en faveur de l’économie circulaire.

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