Magazine Mardi 26 novembre 2019 - 16:24

L’Europe en agitatrice

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Bien que troisième région mondiale, l’Europe est un marché extrêmement important pour le secteur de la fabrication additive. Si de nombreux acteurs innovent, que les gouvernements ont pris en compte les enjeux pour l’économie nationale et que les grandes entreprises investissent dans la technologie, l’Europe reste cependant très divisée et disparate en fonction des pays.

L’Europe compte environ 70 fabricants de systèmes de fabrication additive. Elle couvre tous les secteurs, avec un intérêt particulier pour l’impression 3D métal, et toutes les applications. Les développements régionaux et nationaux enrichissent le scénario continental, tant pour les membres de l’Union européenne que pour les états non-membres.

La France, aux origines de la fabrication additive 

« En France, le marché se développe en adoptant une approche globale de la chaîne de valeur de la fabrication additive », explique Alain Bernard, professeur à l'université de l'École centrale de Nantes, vice-président de l'Association française de prototypage rapide (AFPR) et conseiller technique d’A3DM Magazine. Face à cela se posent les principaux défis que sont le manque de compétences et de spécialisations. Si la France est à l’origine de la technologie avec les États-Unis et le Japon, il faut attendre 2013 pour constater un réel engagement du gouvernement avec la deuxième phase du plan français de réindustrialisation, « La nouvelle France industrielle », transformé en « Industrie du futur » en 2015. C’est au niveau régional que « des actions ont été proposées pour faciliter l’intégration de la fabrication additive dans les chaînes de valeur des entreprises manufacturières ». Le pays couvre également de nombreux projets de recherche et développement (R&D) financés par des fonds publics et privés.

Parmi les principaux acteurs français de la fabrication additive, l’AFPR, qui organise chaque année les Assises européennes de la fabrication additive, est l’organisation la plus ancienne à s’être emparée du sujet. Autre acteur d’'importance, l’Association française de normalisation (AFNOR) anime le système normatif français et représente la France dans les instances européennes et internationales de normalisation. Au sein de l'AFNOR, l’Union de normalisation de la mécanique (UNM) est le bureau de normalisation des industries mécaniques et du caoutchouc qui s’occupe également de la fabrication additive. L'UNM fait partie de l’ISO TC261 et gère le CEN / TC 438. Parmi les principales sociétés françaises, BeAM, fondée en 2012, est le spécialiste de la fabrication additive par dépôt sous énergie concentrée (DED – Directed Energy Deposition). Née d’un projet de R&D industrielle mené par le centre régional d’innovation et de transfert de technologie (CRITT) Irepa Laser, autre grand acteur français de la technologie, a été rachetée, en 2018, par la société AddUp. Cette dernière, coentreprise de Fives et Michelin, qui possède également une participation majoritaire dans la société française PolyShape, est l’un des grands fournisseurs français de systèmes de fabrication additive métal sur lit de poudre. Autre grande entreprise française de l’impression 3D, Prodways est une société du Groupe Gorgé, qui a notamment équipé l’Armée de terre française de deux imprimantes 3D ProMaker P1000 pour la fabrication de pièces de rechange en conditions réelles. La France héberge encore bien d’autres sociétés comme Rhodam, 3DCeram, Nanoe, Z3Dlab, Erastell et Exeltec.

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Créé par IREPA LASER, le procédé CLAD® (Construction Laser Additive Directe) appartient à la famille des technologies de dépôt sous énergie concentrée (DED).

L’Allemagne à la tête l’Europe

L’Allemagne est l’un des leaders mondiaux dans le domaine de la fabrication additive. Fidèle à sa réputation d’équipementier industriel mondial, le pays est à l’origine de l’initiative « Industrie 4.0 ». Inclus dans le plan d’action pour la stratégie de haute technologie approuvé en 2012, ce programme qui a été financé à hauteur de 200 millions d’euros couvre les domaines de la fabrication, des services et du design industriel. Il est un soutien important pour les centres de R&D tels que le Direct Manufacturing Research Centre (DMRC), à l’université de Paderborn, le Laser Centrum Nord (LZN), à Hambourg, ou encore le Collaborative Research Centre 814, à Erlangen. Autre belle réussite de partenariat entre le gouvernement et l’industrie : l’institut Fraunhofer, qui fête cette année ses soixante-dix ans Celui-ci applique ses travaux de R&D dans plus de 250 domaines, avec un budget annuel de 2,6 milliards d’euros. Filiale créée en 1998, la Fraunhofer Additive Manufacturing Alliance englobe dix-huit instituts allemands. À l’heure actuelle, l’Allemagne domine le marché des composants métalliques et l’Association allemande des constructeurs de machines-outils, la VDW, participe à un large éventail d’activités liées à la fabrication additive.

Les acteurs allemands investissent beaucoup sur la production en série de pièces imprimées. Le ministère fédéral de l’Éducation et de la Recherche, le BMBF, a lancé le projet IDEA (Industrial implementation of Digital Engineering and Additive manufacturing), qui totalise 14 millions d’euros de subventions. L’objectif est « de réduire d’environ 50 % les temps de développement et de production des systèmes de fabrication additive à base de poudre pour les composants métalliques complexes ». Gestionnaire de ce projet, le groupe Siemens est soutenu par de nombreux partenaires : les fournisseurs de logiciels ALLMATIC, BCT, Jenoptik, ModuleWorks, les fabricants de systèmes de fabrication additive EOS et TRUMPF, ainsi que Liebherr, MBFZ toolcraft et MTU Aero Engines. Le projet est également porté par Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT), le Fraunhofer Institute for Production Technology (IPT) et l'université d'Aix-la-Chapelle. La majorité de ces industriels fait partie du réseau Mobility Goes Additive, dont l’objectif est de relever les défis de la fabrication additive en série. Plus de quatre-vingts membres actifs participent à huit groupes de travail, parmi eux : Siemens, EOS, Fraunhofer… mais aussi Stratasys, 3D Systems, HP, BASF, BeAM…

Concept Laser (dont 75 % ont été acquis par GE en 2016), EOS, SLM Solutions Group et Trumpf représentent à eux seuls plus de 65 % du marché européen. Même s’ils sont de plus en plus confrontés à la concurrence mondiale… et nationale avec Arburg, Big Rep, DMG Mori, Envisiontec, Rap Rap, Nanoscribe, Laser OR, Rapid Shape, et Voxeljet.

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L'institut Fraunhofer développe une technologie d'impression plastique ultrarapide, le procédé SEAM.

L’historique Belgique

La Belgique est un pionnier de la recherche en matière de fabrication additive. Depuis plus de vingt-cinq ans, le centre collectif de l’industrie technologique Sirris mène des travaux de recherche et développement tant sur les matériaux que sur les procédés de fabrication. Il dispose d’une vaste infrastructure de développement et de test, et permet par ailleurs aux industriels belges d’accéder à quinze technologies d’impression 3D métal, céramique et plastique. Le développement du marché belge est soutenu par les départements et les institutions universitaires tels que Flanders Make, SIM et VITO. Les gouvernements de la Belgique, de la Flandre et de la Wallonie sont également impliqués dans les initiatives liées à la gestion de l’industrie, telle que l’initiative Vanguard. Fondée en 1990, la société Materialise est l'un des leaders du marché belge, sur lequel on trouve également Any-Shape et Addiparts. 

Le comité espagnol sur la fabrication additive

Selon le rapport Wolhers 2019, le chiffre d’affaires de l’industrie espagnole de la fabrication additive s’élève à environ 100 millions d’euros. Celle-ci est dirigée par les centres de recherche privés et de nombreuses entreprises impliquées dans les nouvelles technologies, mais également grâce à l’activité soutenue de plusieurs régions telles que la Catalogne, l’Andalousie et le Pays basque. Le gouvernement espagnol finance directement de nombreux projets de fabrication additive, tandis que les bénéficiaires du programme CE H2020 sont nombreux.

Addimat, l’association espagnole des technologies de fabrication additive, gérée par l’AFM, a été fondée en 2014 dans le but de rassembler toutes les forces du secteur et d’accélérer l’adoption de la technologie par l’industrie espagnole. Elle représente aujourd’hui plus de soixante-dix organisations : fournisseurs de systèmes, fabricants de matières premières, utilisateurs finaux, fournisseurs de services, centres de recherche, universités et centres de formation. Elle a également participé au projet Addispace sur le développement d’applications aérospatial. Enfin, certaines plates-formes soutiennent l’utilisation de la technologie pour les PME, comme IAM 3D Hub à Barcelone, le Centre d’innovation basque à Bilbao et l’Additive Village chez IMH, à Elgoibar.

L’Italie, acteur européen

En Italie, la R&D et le développement du marché de la fabrication additive sont principalement soutenus par le ministère du Développement économique, le MISE, et financés par les régions. Le MISE a été le premier à souligner l’importance pour le pays d’investir dans la fabrication additive et de s’aligner sur les normes de l’économie numérique européenne. Dans le secteur privé, l’AITA (Association italienne pour la technologie additive) a été promue par l’UCIMU (Association italienne des constructeurs de machines-outils, robots et automatismes), qui regroupe plus de cent vingt membres.

De nombreuses universités et centres RTDI œuvrent activement pour la fabrication additive, tels que les Écoles polytechniques de Turin et de Milan, les universités de Salerne (métal), de Pavie et de Bologne (applications biomédicales). Les principales sociétés italiennes sont DWS, Roboze, Sisma, Sharebot, WASP (pour le secteur de la construction) et Prima Additive, qui coordonne également le projet 4DHybrid, financé à hauteur de 9,4 millions d’euros par la Commission européenne, qui a remporté avec SUPSI, Siemens, GE, MCI-Logos et d'autres partenaires le prix européen du radar d'innovation en 2019.

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Le Royaume-Uni en R&D

Le gouvernement britannique a clairement placé l’industrie manufacturière au cœur de son projet de croissance, investissant notamment dans la R&D. Selon nos estimations, plus de deux cents institutions et entreprises ont reçu un financement du gouvernement pour mener des recherches en fabrication additive. Le Manufacturing Technology Center, les universités de Nottingham, de Loughborough, de Sheffield, de Birmingham et de Manchester réalisent d’intéressants travaux dans le domaine de la fabrication additive. En décembre 2018, Siemens a ouvert une usine numérique Material Solutions à Worcester. Alimentée par les solutions Siemens Digital Enterprise, cette usine est aussi équipée de plus de cinquante machines de fabrication additive sur lit de poudre, dont celles du fournisseur britannique Renishaw, et d’une installation de production de poudre LPW technologies : un investissement de 30 millions d’euros.

Le reste de l’Europe

En 2014, en Autriche, le ministère fédéral des Transports, de l’Innovation et de la Technologie (BMVIT) avait annoncé qu’il consacrerait 250 millions d’euros à des projets de recherche et développement liés à l’industrie 4.0. La première conférence sur la fabrication additive métal s’est tenue à Vienne, en novembre 2014, sous l’égide de l’Agence autrichienne de promotion de la recherche (FFG) et avec les principaux centres de recherche : la FOTEC, filiale de recherche de la Fachhochschule Wiener Neustadt, l’Institut de la science et de la technologie des matériaux TUT et le Centre de fabrication intelligente (CSM) du FH OÖ Campus Wels. Le secteur privé s’est également organisé, en fondant l’Association autrichienne de la fabrication additive (AM Austria). Parmi les entreprises autrichiennes, citons Lithoz GmbH, spécialisée dans la fabrication céramique, Way2 Production GmbH, spécialisée dans les applications médicales et dentaires, ou encore Voestalpine AG, qui possède un centre à Düsseldorf ainsi qu’une filiale, Bohler Edelstahl, qui développe un procédé innovant d’atomisation du gaz.

Le marché national bulgare est principalement basé sur le secteur des services, même si des efforts ont été déployés pour développer des matériaux et des filaments, comme avec la société Rast 3D. Les entreprises les plus innovantes sont B2N et Easy 3D, principalement dans les secteurs des biens de consommation.

Au Danemark, le Danish Technological Institute (DTI) possède plus de vingt ans d’expérience dans la production en fabrication additive. Cette institution regroupe de nombreux industriels du pays menant, entre autres, des activités de R&D sur les matériaux, la caractérisation des matériaux et le traitement de surface. Parallèlement, l’université technique du Danemark, le DTU, a mis en place un groupe de recherche sur la photopolymérisation, visant la fabrication d’outils souples. Au début de l’année, Dansk AM Hub a publié, en collaboration avec le DTU, le Danish AM Report 2019, la première cartographie nationale sur l’utilisation de la fabrication additive au Danemark. Le rapport recense plus de trois cents entreprises de fabrication et affirme que l’industrie danoise doit améliorer sa compétitivité internationale en approfondissant sa connaissance des nouvelles technologies et des modèles commerciaux. Du côté des entreprises, Atlant 3D Nanosystems développe une nouvelle machine pour l’impression 3D nanométrique. Addonaut se concentre sur une imprimante 3D métallique, tandis que 3D Printhuset a fondé COBOD International pour vendre des équipements 3D. Fondée en 2014, AddiFab innove avec sa technique de moulage par injection Freeform (FIM), une combinaison de fabrication additive et de moulage par injection. En 2018, la société a commencé à commercialiser ses machines hors du pays, en Pologne et en Allemagne.

En Finlande, l’industrie technologique est l’un des secteurs les plus importants de l’économie. Tekes, l’agence de financement finlandaise pour l’innovation, et le pôle de compétences en métal et en ingénierie ont financé à hauteur de 35 millions d’euros le programme MANU pour le développement des technologies et des systèmes de fabrication numérique. La Finlande peut également compter sur le VTT, centre de recherche technique, l'École des sciences et de technologie de l’université Aalto, l’Académie de Finlande et, côté entreprises, Planmeca et DeskArtes.

En Norvège, l’institut de recherche SINTEF, le centre norvégien pour l’innovation SFI et l’Université norvégienne des sciences et de la technologie jouent un rôle essentiel dans la conduite de divers projets de fabrication additive. Deux entreprises norvégiennes se sont imposées à l’international : Norsk Titanium, qui a récemment ouvert un centre de démonstration à New York, et Tronrud Engineering. 

Aux Pays-Bas, le gouvernement a investi un financement constant dans l’innovation et la fabrication additive. En outre, l’institut néerlandais de recherche scientifique appliquée, le TNO, a lancé son initiative de recherche partagée avec plusieurs partenaires industriels clés, dans le but de développer la prochaine génération de dispositifs et d’outils d’impression 3D industrielle. 3D Hubs est l’une des plus importantes plates-formes d’impression 3D mondiales. D’importantes sociétés néerlandaises se sont imposées à l’échelle internationale telles qu’Additive Industries ou encore Ultimaker. Le paysage néerlandais compte également des sociétés comme Shapeways, Builder, Felix Robotics, MXD3DXtrution et Luxexcel.

En Pologne, l’industrie continue de se développer sous l’égide de fabricants de systèmes et de PME utilisant la technologie additive pour la production, à l’image d’Infi num3D, ZMorph, Zortrax ou 3DGence. 

Au Portugal, les investissements en fabrication additive augmentent, soutenus par le programme « Portugal 2020 ». L’initiative portugaise PAMI (Portuguese Additive Manufacturing Initiative) a été lancée par le centre CDRSP, l’université de Coimbra et le Centro Tecnológico da Indústria de Moldes, Ferramentas Especiais e Plásticos (CENTIMFE). Le constructeur de machines-outils Adira a développé un système utilisant à la fois le dépôt sous énergie dirigée et la fusion sur lit de poudre.

En République tchèque, le nombre d’installations de systèmes de fabrication additive augmente rapidement, en particulier dans les centres de recherche des principales universités. Les PME tchèques participent activement à l’initiative I4MS, un partenariat public-privé sur « Les usines du futur ». En octobre 2016, le gouvernement tchèque a signé un accord avec GE Aviation portant sur la construction d’une usine de développement, de test et de production de turbopropulseurs. Mentionnons par ailleurs Hybrid MFG, une technologie de fabrication hybride à usage industriel entièrement développée en République tchèque, par Kovosvit et RCMT, qui combine la technologie additive et le soudage.

En Roumanie, Symme3D produit des équipements de fabrication additive et développe une bio-imprimante 3D pour le secteur médical. L’université technique de Cluj-Napoca travaille sur le développement de composites pour le secteur médical, l’université de Brasov sur les applications dentaires et l’université polytechnique de Bucarest sur différentes applications médicales et mécaniques.

En Slovénie, l’impression 3D est peu développée. Citons toutefois la société Dentas, basée à Maribor, qui a mis au point un nouveau système de fabrication additive métal, le Arrow Metal LMP200, destiné aux laboratoires dentaires et présenté au salon international de la dentisterie à Cologne, en mars 2019.

En Suède, la Swedish Arena for Additive Manufacturing of Metals dans le but de « créer un forum actif et ouvert entre les industries, les instituts, les universités et les autres organisations intéressées par la fabrication additive métal ». Dirigé par Swerea, un groupe de recherche scientifique, celui-ci a permis de concevoir une feuille de route pour la recherche et l’innovation en fabrication additive métal en Suède. Le pays possède de grandes entreprises dans le secteur, dont Höganäs Digital Metal, Arcam GE ou encore Sandvik.

En Suisse, l’association des industries mécanique et électrique Swissmem a lancé le SAMG, groupe suisse de fabrication additive, qui bénéficie du soutien scientifique et technologique d’Inspire AG. L’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) héberge le Centre suisse de recherche sur la fabrication de pointe, le SAMARC, qui travaille sur la micro-impression et la micro-ingénierie, tandis que l’université des sciences appliquées et des arts de la Suisse italienne, le SUPSI, se concentre spécifiquement sur la robotique et la fabrication additive hybride.

Lire la suite du dossier sur "la fabrication additive dans le monde".

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