Adoption de la FA dans le secteur médical et aérospatial

L'industrie de la fabrication additive métallique (FA) a connu une croissance significative ces dernières années en raison de l'abondance de capitaux financiers, des progrès technologiques et des capacités étendues à travers l'écosystème.

Selon un rapport de Research and Markets, la taille du marché mondial de la fabrication additive métallique devrait atteindre 11,1 milliards de dollars d'ici 2026, avec une croissance à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 17,9 % de 2021 à 2026. L'Amérique du Nord devrait détenir la plus grande part de marché au cours de la période de prévision, encore renforcée par des programmes gouvernementaux tels que AM Forward.

Compte tenu de la valeur élevée et des volumes relativement faibles associés à leurs produits, les industries médicale et aérospatiale sont les principaux adopteurs de la technologie de FA métallique. Le marché mondial de la FA médicale était évalué à 1,5 milliard de dollars en 2020 et devrait atteindre 3,7 milliards de dollars d'ici 2025, avec une croissance à un TCAC de 20,5 % de 2020 à 2025. Au sein de cette industrie, la technologie de FA est de plus en plus sollicitée pour créer des implants médicaux complexes et personnalisés.

Par exemple, un nombre croissant de grands fabricants de dispositifs médicaux utilisent la fusion laser sur lit de poudre (LPBF) pour produire des implants rachidiens avec une structure unique qui imite le comportement mécanique de l'os naturel. Cela se traduit par de meilleurs résultats pour les patients et une satisfaction accrue des patients tout en respectant les exigences des organismes de réglementation et les exigences rigoureuses des systèmes de qualité portant des certifications telles que ISO 13485.

La fabrication additive réduit également les temps de production et les niveaux de stocks tout au long de la chaîne de valeur, ce qui entraîne des économies de coûts pour les prestataires de soins de santé. Tout cela continue de justifier des investissements dans la FA par les principales sociétés médicales.

L'industrie des implants rachidiens utilise la FA à grande échelle depuis des années. Cela est dû à la taille et à la quantité d'implants pouvant être placés sur une plaque de construction couplée au volume d'implants requis par le marché. Un défi pour les autres implants médicaux est d'atteindre le niveau de débit nécessaire lorsque les tailles sont grandes et les formes variées.

Lorsque l'espace est limité et que les besoins sont élevés, les machines AM avec des plaques de construction plus grandes et plusieurs lasers permettent de répondre à la demande de l'industrie. Par exemple, la FormUp 350 est une unité à quatre lasers avec une plaque de construction de 350 mm x 350 mm et un module de poudre pour réduire le temps de manipulation de la poudre. Ces caractéristiques offrent une productivité élevée, un gain de temps et des coûts de production globaux, ce qui se traduit par un processus amélioré de fabrication en série de pièces médicales hautement complexes et/ou personnalisées.

Le marché mondial de la FA aérospatiale était évalué à 0,9 milliard de dollars en 2020 et devrait atteindre 3,3 milliards de dollars d'ici 2026, avec une croissance à un TCAC de 21,6 % de 2020 à 2026, selon Research and Markets. Au sein de cette industrie, la fabrication additive métallique permet la production de composants plus légers et plus efficaces, ce qui se traduit par une efficacité énergétique accrue et des coûts d'exploitation réduits. Par exemple, Boeing a déclaré que la production de pièces structurelles en titane pour son 787 Dreamliner utilisant la FA métallique était estimée à 2 millions de dollars par avion en réduction de poids et en coûts de fabrication.

Dans le secteur aérospatial, la qualification et la réglementation des composants sont obligatoires. Les logiciels d'assurance qualité vont changer la donne dans ce secteur, car la FA nécessite des tests et des inspections rigoureux, qui sont souvent coûteux et longs, ce qui a un impact sur les délais et la productivité. Des entreprises telles qu'AddUp ouvrent la voie à la surveillance des processus, assurant la confiance dans la qualité des pièces avec une suite complète de logiciels de surveillance de l'assurance qualité pour réduire, voire éliminer, le besoin de tests rigoureux après l'impression d'une pièce.

À titre d'exemple, la suite logicielle d'AddUp comporte trois éléments clés. La première est une vue macro de ce qui se passe à l'intérieur de la machine, visualisée sur une plateforme intuitive appelée AddUp Dashboards. Vient ensuite l'analyse de l'exécution de la production à l'échelle microscopique à l'aide de Meltpool Monitoring pour mesurer des dizaines de paramètres à très haute fréquence. Enfin, Recoat Monitoring vérifie et corrige de manière proactive le lit de poudre pendant la production automatiquement. Ce type d'innovation logicielle contribuera à faire avancer la FA vers l'industrialisation, en particulier dans l'aérospatiale et d'autres secteurs hautement réglementés.

Nous avons de nombreuses raisons de nous attendre à ce que l'industrie de la FA métallique poursuive sa trajectoire de croissance dans les années à venir, avec une demande croissante de divers secteurs.

Pour les bonnes applications, la technologie offre une multitude d'avantages par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles, notamment des temps de production plus rapides, une réduction des déchets, une flexibilité de conception accrue et, finalement, l'efficacité du produit.

Alors que nous pourrions nous attendre à un ralentissement à court terme en raison du resserrement de la politique budgétaire et de la gueule de bois des activités des marchés financiers telles que le financement SPAC, le développement de nouveaux matériaux et procédés stimulera la production de produits aux performances améliorées. L'industrie poursuivra son ascension pour devenir une technologie d'usine plus répandue.

Chez AddUp, nous sommes convaincus que l'industrie de la FA reste un domaine en croissance rapide avec un avenir prometteur. Les secteurs médical et aérospatial continueront d'être les principaux adopteurs de technologies avancées, ce qui stimulera la demande de composants complexes et personnalisés. Malgré certains vents contraires à court terme, l'industrie est sur le point de se développer dans les années à venir et devrait jouer un rôle de plus en plus important dans l'élaboration de l'avenir de la fabrication. Avec son potentiel de révolutionner la façon dont les produits sont conçus, fabriqués et livrés, la FA peut générer des avantages économiques significatifs et créer de nouvelles opportunités passionnantes pour les entreprises, les professionnels et les consommateurs.

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