Polymères pour l’Impression 3D : Opportunités pour Start-ups, Relais de Croissance pour Chimistes

Les polymères pour l’impression 3D : opportunités pour les start-ups, relais de croissance pour les grands chimistes

Les matières premières sont un fabuleux moteur de croissance pour produire en impression 3D des pièces complexes et fonctionnelles. Technologie très innovante et convoitée, l’impression 3D attire de ce fait une multitude d’acteurs diversifiés : de la start-up au grand groupe, des chimistes qui formulent et fabriquent des polymères spéciaux, aux fabricants de produits – filaments, poudres, résines – prêts à l’emploi.

L’imprimante à l’origine des premiers développements industriels

3D Systems et Stratasys sont des leaders généralistes sur le marché de l’impression 3D. Leur stratégie a consisté à développer et à vendre du matériel d’impression et les matières premières prêtes à l’emploi adéquates grâce à une forte croissance externe.
« Bien souvent un acheteur n’avait d’autre choix que de se fournir en matière première auprès de son vendeur d’imprimante. De plus il n’avait qu’un catalogue limité de matériaux prêts à l’emploi à sa disposition, ce qui limitait également ses applications », commente Vincent Pessey, Responsable de Missions chez Alcimed.

La standardisation de l’offre s’est faite autour du FDM (Fused Deposition Modeling, pour impression par dépôt de matière fondue) avec les filaments de PLA (Acide PolyActique) et ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène).

Comme pour l’impression 2D, son essor a été assuré par la vente de recharges. Citons pour exemple la société Helian Polymers, spécialisée dans l’industrie des bio polymères, qui s’est lancée en 2013 sur le marché de l’impression 3D en produisant des filaments de haute qualité, développés et produits aux Pays-Bas sous le nom de ColorFabb . En collaborant avec le chimiste Eastman, ColorFabb a développé ensuite une gamme de filaments co-polyester à base du polymère d’Eastman Amphora 3D. Mais c’est surtout un large catalogue de couleurs et de matériaux (PLA, PLA/PHA, composites, polyester..) qui lui a permis d’aquérir une base solide de clients dans le monde entier.

Les matériaux spéciaux : nouvelle porte d’entrée de l’impression 3D

« Une nouvelle vague de développements industriels est portée par l’arrivée sur le marché de nouveaux matériaux techniques. Les start-ups sont particulièrement actives », note Vincent PESSEY. Structured Polymers, fondée par des diplômés de l’université d’Austin au Texas, produit des poudres de polymères innovantes à moindre coût pour l’impression 3D.

La start-up a levé 1,5 M$ pour le développement de ces poudres de polymères en juin 2014, principalement sur la plateforme de « crowdfunding » MicroVentures.

Sur ce même modèle, la start-up Recreus a lancé avec succès Filaflex en 2013 ; Elle entre ainsi dans la fabrication de matériaux thermoplastiques élastomères prêts à l’emploi. Cette start-up se positionne sur un segment de marché encore peu développé aujourd’hui : l’impression de matériaux souples pour des applications comme l’impression de chaussures.

Deux ans après les premières productions dans un garage, les filaments sont produits dans une usine de 400 m² et les produits sont exportés dans plus de 60 pays.

Des polymères performants grâce aux grands chimistes

Les leaders chimistes ne sont pas en reste. Solvay et Arkema, forts de leurs compétences en matière de polymères, proposent des solutions innovantes et toujours plus performantes afin de se positionner sur le marché de l’impression. Solvay possède une gamme diversifiée de PEEK, ce qui permet de retrouver ses polymères dans diverses applications.

Arevo Labs utilise le KetaSpire® pour produire des filaments composites à très haute performance tandis que le Zeniva® est accrédité par la FDA pour la fabrication d’implants dans la colonne vertébrale. Sur le marché du PEEK, Evonik et Victrex sont également présents.
Arkema a choisi de miser sur le PEKK (appartenant à la même famille que le PEEK, mais avec des performances supérieures) via l’acquisition d’Oxford Performance Materials en 2009 qui était alors la seule entreprise dans ce domaine. Afin de satisfaire une demande croissante pour les composés en fibres de carbone et l’impression 3D, Arkema annonce doubler ses capacités de productions d’ici mi-2016 en France pour le PEKK.

Le Groupe prévoit également de construire une nouvelle unité de production à échelle mondiale et de la mettre en service en 2018 sur le site de Mobile (Alabama, USA).

DSM possède une gamme de résines pour photo-impression (Somos®) développé en partenariat avec Prodways (Groupe Gorgé, fabricant d’imprimante français). Les autres leaders de l’industrie chimique comme BASF, Bluestar, DuPont, 3M ou Dow semblent en retrait sur ce marché.

Néanmoins, Dow a été cité comme partenaire dans la création d’un laboratoire à Chicago « the Digital Lab Manufacturing » soutenu par Barack OBAMA avec 320 M$ et, entre autres, Rolls Royce, Procter & Gamble, Microsoft, Boeing, 3D Systems ainsi que des universités et des agences du gouvernement. Cette initiative démontre l’intérêt que portent les gouvernements à l’impression 3D qui n’est pas seulement un défi technologique, mais un véritable enjeu économique.

Au-delà des chimistes, l’impression 3D attire d’autres groupes industriels à la recherche d’axes de diversification.

Ainsi, Fenner Drives, leader mondial dans le design et la production de tapis roulant, est entré sur le marché de l’impression 3D en 2013 avec NinjaFlex, un filament flexible utilisable avec les imprimantes 3D classiques. Pour se faire, l’entreprise s’est appuyée sur ses connaissances des uréthanes et des matériaux flexibles.

Les matériaux drivers de l’innovation

Il est probable que la stratégie des leaders pionniers de l’impression 3D tels Stratasys et 3D System, reposait en priorité sur le développement des imprimantes tout en proposant des matériaux moyenne gamme, pratiques pour le prototypage. Même si elle représente 50% des applications actuelles, cette approche ne permet pas de produire des éléments fonctionnels de bonne qualité.

« Pour que la troisième révolution industrielle soit une réalité, les enjeux se situent sur la production de produits finis. Grands chimistes et start-ups innovantes, entrent sur le marché de l’impression 3D via la porte « matériaux prêts à l’emploi et / ou polymères performant » rendant possible l’impression de pièces fonctionnelles de plus en plus nombreuses, obligeant les fabricants d’imprimantes à leur emboiter le pas », conclut Vincent PESSEY.

A propos d’Alcimed…

ALCIMED est une société de conseil en innovation et développement de nouveaux marchés, spécialisée dans les sciences de la vie (santé, biotech, agroalimentaire), la chimie, les matériaux et l’énergie ainsi que dans l’aéronautique, le spatial, la défense et les Politiques Publiques.

ALCIMED s’appuie sur une équipe de 180 collaborateurs, répartis par secteur et capables de prendre en charge des missions extrêmement variées depuis des sujets marketing & ventes (études de marché, ciblage de nouveaux besoins, positionnement d’un nouveau produit…) jusqu’à des problématiques stratégiques (stratégie de développement, recherche & évaluation de cibles d’acquisition, organisation d’une activité, conception / évaluation / déploiement de politiques publiques…).

La société dont le siège est à Paris, est présente à Lyon et à Toulouse ainsi qu’en Allemagne, en Belgique, en Suisse, en Angleterre et aux Etats-Unis.« 


Sources:
Article de Vincent PESSEY
http://www.egazettelabo.fr/article.php?id=1008
http://www.alcimed.com

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