[Edito] Impression 3D : d’où vient la poudre ?

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Fabrication additive Par Jérôme MEYRAND Publié le  28/04/2022
[Edito] Impression 3D : d’où vient la poudre ?
Le secteur de la fabrication additive est dépendant d'un petit nombre de fournisseurs de poudre métallique dans le monde. (photo Shutterstock)

Réalisée en 2020 par la Commission européenne, l’étude prospective « Critical raw materials for strategic technologies and sectors in the EU » est une source de renseignements intéressante concernant l’activité de la mécanique. Car elle a analysé les circuits d’approvisionnement en matières premières des technologies industrielles d’avenir. L’automobile électrique bien sûr, mais aussi la robotique (lire notre éditorial paru dans notre première édition d’avril) et la fabrication additive.

« L’impression 3D est une nouvelle technologie qui perturbe les chaînes d’approvisionnement et remplace les technologies de fabrication conventionnelles », rappellent les auteurs de cette étude. Utilisant des poudres métalliques, ces machines (sans outils) permettent de faciliter le prototypage de pièces, tout en offrant une grande liberté de conception. L’autre principal intérêt est la réduction du poids des pièces imprimées et leurs géométries des plus complexes. A cela, il faut ajouter une personnalisation de pièces pouvant être produites en série. C’est la raison pour laquelle, l’étude européenne s’attend à une forte croissance de cette activité. « L’aérospatiale, les industries automobile et médicale représenteront 51 % du marché de l’impression 3D d’ici 2025, affirment leurs auteurs. L’impression 3D dans les appareils médicaux devrait croître de 23 % entre 2015 et 2025, tandis que dans l’aérospatiale on s’attend à un taux de croissance d’environ 26 %. » Si ces taux de croissance font rêver, le rapport de la Commission européenne montre aussi qu’une « évaluation du goulot d’étranglement » met en lumière un « risque potentiel élevé » sur l’étape d’approvisionnement de la chaîne de la fabrication additive, à savoir les matières premières utilisées. Non pas pour construire les imprimantes, mais bien pour la fabrication des pièces qu’elles impriment.

En effet, ces machines utilisent des poudres de différents matériaux. Pour l’impression 3D métal, on peut citer l’aluminium-magnésium, le titane, le nickel, l’inox et les alliages spéciaux. Les éléments d’alliage les plus pertinents pour l’avenir de la fabrication additive sont le cobalt, hafnium, niobium, magnésium, scandium, titane, vanadium, tungstène et zirconium. Et c’est la Chine qui est le principal fournisseur d’environ 30 % de ces matières premières requises dans l’impression 3D. Elle est aussi le plus grand fournisseur de sept des seize matières premières les plus utilisées. Les autres principaux fournisseurs étant l’Afrique du Sud et le Brésil.

L’étude prospective montre alors que des risques d’approvisionnement sont particulièrement élevés pour le titane, cobalt, magnésium, vanadium, tungstène et niobium. Y compris le scandium, hafnium et zirconium qui intéressent plus particulièrement l’industrie spatiale. Si l’UE dispose de « solides capacités métallurgiques » pour certains matériaux, comme les alliages de nickel, les aciers inoxydables et alliages spéciaux, il n’existe cependant qu’un petit nombre de fournisseurs de poudre métallique dans le monde. Ainsi, « toutes perturbations d’approvisionnement sur l’une de ces premières étapes de production de ces matériaux sont susceptibles d’avoir des répercussions immédiates et graves sur la disponibilité d’un large éventail de composants », prévient le rapport de la Commission. Avec pour conséquence que « toute interruption de l’approvisionnement en matières premières limiterait immédiatement les innovations en impression 3D dans lesquelles l’UE a une position forte ».

Comme pour la robotique, les solutions préconisées dans l’étude ont au moins le mérite d’exister. Mais seront-elles suffisantes pour limiter notre trop forte dépendance aux pays extracommunautaires dans nos approvisionnements ? A vous d’en juger. Il est donc recommandé par l’UE de favoriser les solutions de recyclage et de réutilisation des poudres non consommées en fabrication. Des efforts de R&D devront être réalisés, en particulier pour la recherche, vers des alliages d’aluminium-magnésium et de titane où « l’UE est relativement faible ». Enfin, il serait nécessaire, selon la Commission européenne, de tendre vers une normalisation et certification des métaux en poudre.

[Edito] Impression 3D : d’où vient la poudre ?
Jérôme MEYRAND - Rédacteur en chefFormé aux microtechniques, devenu journaliste en blouse bleue, passé par l’ESJ Lille.

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