La taille du marché mondial des gaz d’impression 3D atteindra 192 millions de dollars avec un TCAC de 13,3 % d’ici 2032

La taille du marché mondial des gaz d’impression 3D a atteint 62,4 millions de dollars en 2023. Vantage Market Research prévoit que le marché atteindra 192 millions de dollars d’ici 2032, affichant un taux de croissance (TCAC) de 13,3 % au cours de la période 2024-2032.

Table des matières

 Introduction

Dans le monde de l’impression 3D, les gaz jouent un double rôle. D’une part, ils sont responsables de la libération d’émissions nocives lors de l’impression. Ces émissions contiennent des composés organiques volatils (COV) et des particules ultrafines qui présentent des risques pour la santé. Les gaz spécifiques libérés dépendent du type de filament ou de poudre utilisé. D’un autre côté, les gaz sont intentionnellement utilisés dans l’impression 3D pour améliorer la qualité des objets imprimés ou faciliter le processus d’impression. Par exemple, les gaz inertes créent un environnement sans oxygène et les gaz de support aident à retirer les pièces imprimées. Il est essentiel de prendre en compte les émissions de gaz lors de l’impression 3D, et des stratégies telles qu’une ventilation adéquate et l’utilisation de filaments à faible teneur en COV peuvent contribuer à minimiser leur impact.  

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Le rôle crucial des gaz inertes

Lors de l’utilisation de l’impression 3D métal ou de la fabrication additive métallique, il est essentiel de disposer d’un environnement propre pour garantir la qualité du produit final. Le processus est effectué pour empêcher le métal en fusion de réagir avec l’oxygène sous la protection de gaz inertes. Ces gaz, tels que l'argon et l'azote, créent un environnement stable qui protège la poudre métallique des gaz réactifs de l'air comme l'oxygène et le dioxyde de carbone. L'argon, en particulier, est couramment utilisé dans la fabrication additive métallique car il ne réagit pas avec les métaux actifs comme l'alliage de titane lorsqu'il est chauffé à des températures élevées. De plus, l'argon est rentable car il peut être purifié et réutilisé dans un environnement d'impression fermé, ce qui en fait un choix fiable dans ce domaine. 

Avantages d'une atmosphère inerte

L'utilisation de gaz inertes offre plusieurs avantages dans la fabrication additive métallique, notamment :

Réduction de l'oxydation : en abaissant la teneur en oxygène lors de l'impression, les atmosphères inertes réduisent l'oxydation des pièces imprimées.

Amélioration de la sécurité : atmosphères inertes de poussière combustible inerte pendant la manipulation et le tamisage de la poudre, améliorant ainsi la sécurité globale.

Stabilité : Une pression constante dans la chambre d’impression maintient un environnement d’impression stable.

Manipulation de la poudre : l'agglutination de la poudre dans le tube d'alimentation est atténuée, garantissant ainsi un processus d'impression fluide.

Contrôle des contraintes thermiques : les contraintes thermiques sont contrôlées par le refroidissement, empêchant ainsi la déformation des pièces. 

Fabrication additive dans les industries aérospatiale et automobile

Avec un total de 33 % du chiffre d’affaires de la fabrication additive, les secteurs de l’aérospatiale et de l’automobile ouvrent la voie à l’adoption des technologies de fabrication additive. Avec des taux de croissance annuels de 1 à 2 %, ces secteurs exigent des matériaux offrant des performances, une solidité, une résistance à la chaleur et une durabilité exceptionnelles. La fabrication additive réduit les déchets et la consommation d'énergie et s'aligne sur les objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies, favorisant un processus de fabrication plus durable.

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Applications dans l'industrie automobile

La fabrication additive a révolutionné divers aspects de l’industrie automobile :

Modèles de conception : les modèles réduits 3D aident à définir la portée du produit avec des prototypes convaincants.

Prototypes : des prototypes très détaillés, des miroirs aux tableaux de bord, sont produits efficacement.

Communication : des modèles précis aident à communiquer clairement les intentions de conception.

Outillage de production : l’impression 3D a rendu la production de gabarits et de montages plus rentable et plus rapide.

Évaluation ergonomique : les processus d'évaluation visant à identifier les risques et les améliorations sont menés dans un délai plus court.

Validation des performances : les résultats des tests servent de validations, atténuant ainsi les risques liés aux opérations coûteuses. 

Recherche et développement en fabrication additive

L'optimisation des processus d'impression 3D nécessite une compréhension approfondie des effets des gaz atmosphériques sur diverses poudres métalliques. Les équipes de recherche se concentrent sur le développement de mélanges de gaz sur mesure adaptés à des poudres spécifiques, garantissant ainsi les attentes de qualité dans les impressions 3D. Des efforts de collaboration, tels que l'unité de mesure et d'analyse de précision ADDvance O2, ont vu le jour pour relever les défis liés à la composition des gaz et au niveau d'humidité, ayant un impact positif sur la qualité des produits. 

Paysage concurrentiel

Les principaux acteurs du marché des gaz d’impression 3D, tels que Heidelberg Materials, Linde, Messer et Taiyo Nippon Sanso Corporation, sont à la pointe de l’innovation :

Heidelberg Materials et Linde se sont associés pour créer une nouvelle entreprise appelée « Capture-to-Use » (CAP2U) afin de construire et d'exploiter une usine avancée de captage et de liquéfaction du dioxyde de carbone. Cette entreprise est importante car il s'agira de la première installation de captage et d'utilisation du carbone à grande échelle de l'industrie du ciment. L'usine commencera à fonctionner en 2025 dans l'usine de Lengfurt d'Heidelberg Materials en Allemagne et transformera le CO₂ capté lors de la production de ciment en une ressource précieuse pour la fabrication. L’installation devrait traiter environ 70 000 tonnes de CO₂ par an. 

Messer, une entreprise leader dans le domaine des gaz d'impression 3D, présente des solutions nouvelles et innovantes pour l'impression 3D. Ces solutions incluent le broyage cryogénique, la séparation des composites et la production de poudre. Le broyage cryogénique consiste à utiliser de l'azote liquide ou du dioxyde de carbone extrêmement froid pour broyer les matériaux, ce qui permet d'obtenir des grains fins et un traitement efficace. Messer va au-delà des applications traditionnelles et explore de nouvelles opportunités, notamment la fabrication d'aliments végétaliens. Ils peuvent traiter des huiles, des graines oléagineuses ou des noix pressées à froid en utilisant des techniques de broyage à froid pour extraire des protéines végétaliennes de haute qualité. Non seulement cette approche permet d'obtenir les propriétés souhaitées du produit, mais elle préserve également la qualité nutritionnelle des ingrédients grâce aux basses températures impliquées dans le processus de broyage. 

Taiyo Nippon Sanso Corporation (TNSC) prend des mesures importantes dans le domaine de l'impression 3D en créant la « Additive Manufacturing Advanced Room ». Cette initiative démontre l'engagement de TNSC, en tant que fabricant multinational japonais de gaz industriels, à intégrer la fabrication additive (FA) dans ses opérations. Le pôle central du laboratoire Yamanashi est dédié à la recherche et au développement de technologies d'impression 3D. TNSC a installé des systèmes avancés tels que les systèmes Sapphire de VELO3D, les machines LENS d'Optomec et les systèmes de gestion des gaz 3DPro. Ces systèmes utilisent la technologie gazière de TNSC. 

Les sociétés italiennes SOL SpA et Bhuruka Gases Limited ont uni leurs forces dans le cadre d'un partenariat stratégique pour étendre la présence de SOL à l'international. SOL est reconnu pour son expertise dans la production, la recherche et la vente de gaz techniques et médicinaux. Ce partenariat a été rendu possible par le SIMEST et le Fonds de Capital Risque, qui supervise les investissements pour le compte du ministère italien des Affaires étrangères et de la Coopération internationale. L'objectif commun des organisations de renforcer leur position sur le marché mondial se reflète dans cette collaboration. Il illustre l’importance des alliances internationales pour naviguer dans le paysage concurrentiel du marché des gaz d’impression 3D. 

Conclusion

Le paysage évolutif des gaz d’impression 3D reflète une industrie dynamique qui vise l’excellence dans la fabrication additive métallique. Alors que des industries comme l’aérospatiale et l’automobile continuent d’adopter la fabrication additive, le rôle des gaz pour garantir la précision et la qualité devient de plus en plus vital. Les collaborations, les innovations et les partenariats stratégiques soulignent l’engagement des acteurs clés à façonner un avenir durable et technologiquement avancé pour les gaz d’impression 3D.

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