5 applications révolutionnaires de l'impression 3D
Des chaînes d'approvisionnement à la médecine, en passant par l'industrie manufacturière et la construction, une technologie devrait bouleverser notre mode de vie : l'impression 3D.
Également connue sous le nom de fabrication additive, l'impression 3D pourrait bouleverser la chaîne d'approvisionnement mondiale et éliminer le gaspillage des ressources et les goulots d'étranglement. Plutôt que de recourir à des usines spécialisées, au transport de marchandises et à des entrepôts pour stocker les stocks inutilisés, l'impression 3D permet une fabrication à la demande.
Si ce modèle est largement adopté, les pièces seront transportées numériquement, comme des fichiers sur le cloud, ce qui permettra aux entreprises de télécharger ces fichiers et de les imprimer en 3D. Dans ce modèle, les entreprises peuvent produire ce dont elles ont besoin, quand elles en ont besoin.
Le Dr Tim Minshall, professeur d'innovation à l'université de Cambridge, affirme que l'impression 3D est l'un des éléments clés de la quatrième révolution industrielle. Et il n'a pas tort. Le marché est prêt pour une croissance massive. En 2019, il était évalué à 11,72 milliards de dollars, et il devrait atteindre une valeur de 46,19 milliards de dollars d'ici 2025, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 25,68 %.
Dans cet article, nous allons explorer 5 applications disruptives de cette technologie émergente.
1. Organes vivants imprimés en 3D
En utilisant des techniques d'impression 3D pour créer des structures de collagène (la protéine qui maintient les cellules ensemble), les chercheurs ont réussi à fabriquer une coque creuse d'organe. En utilisant cette coque et en l'ensemençant avec des cellules souches, les chercheurs peuvent la transformer en tissu vivant, ce qui la rend apte à la transplantation. En utilisant des cellules souches clonées à partir du receveur, la plupart des problèmes de rejet sont éliminés. Cela augmente la viabilité de l'organe.
À l'heure actuelle, les reins peuvent être imprimés en 3D. Les cœurs sont également en cours de développement, bien qu'ils ne soient pas encore perfectionnés. À l'avenir, la pénurie d'organes pourrait appartenir au passé, l'impression 3D ouvrant de nouvelles perspectives pour les thérapies visant à prolonger la vie.
En termes d'intérêt actuel dans ce secteur, la bio-impression 3D occupe la plus grande place, comme l'illustre le graphique ci-dessous. Cela signifie qu'il s'agit de l'un des principaux thèmes de recherche pour les institutions universitaires qui étudient le domaine de l'ingénierie tissulaire.
2. Équipement spatial imprimé en 3D
Les voyages spatiaux ne sont pas bon marché. Un voyage suborbital à bord du SpaceShipTwo de Virgin Galactic etdu New Shepard de Blue Origincoûte entre 250 000 et 500 000 dollars, et ces prix sont considérés comme « abordables ». Les vols orbitaux sont plus chers, coûtant 50 millions de dollars ou plus par siège.
La réduction des coûts de prototypage des outils et machines coûteux et spécifiques à l'espace permettra de réduire les coûts globaux des voyages spatiaux. Ainsi, les petites entreprises pourront entrer sur le marché de l'innovation spatiale et contribuer à son développement.
En analysant les principaux secteurs du marché en 2022, nous constatons que l'impression 3D dans l'aérospatiale et la défense occupe la deuxième place, avec une valeur estimée à près de 4 milliards de dollars. Sur la base de ces informations, on peut affirmer sans risque que les innovations en matière d'impression 3D vont se généraliser dans l'industrie spatiale.
En matière d'innovations, la start-up californienne Relativity teste actuellement l'impression 3D de moteurs de fusée en aluminium. Elle a déjà construit la première usine autonome de fusées destinées au lancement de satellites. Si cette initiative aboutit, elle permettra de réduire considérablement les coûts et les difficultés pratiques liés aux voyages spatiaux, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles activités et à un vaste potentiel de croissance.
En commençant par les fusées, l'usine Stargate de Relativity intègre verticalement la robotique, les logiciels et les technologies brevetées d'impression 3D afin de numériser la fabrication. Le premier lancement prévu par l'entreprise est fixé à l'été 2022 et comprendra le plus grand objet imprimé en 3D existant à ce jour qui tentera un vol orbital.
L'impression 3D a également des implications pour la colonisation spatiale. Dans le cadre de la planification de missions vers Mars, la NASA doit relever le défi de construire des habitations pour ceux qui vivront là-bas. Pour y parvenir, elle a lancé le 3D-Printed Habitat Challenge. Ce défi en plusieurs phases a été conçu pour créer des solutions de logement durables.
3. Récifs artificiels imprimés en 3D
Les récifs coralliens du monde entier disparaissent rapidement en raison du réchauffement climatique, de la pollution et de l'urbanisation accélérée des communautés côtières, ce qui exerce une pression extrême sur la vie marine. Ce déclin rapide rend d'autant plus nécessaire la recherche de méthodes alternatives pour la restauration des récifs.
Pour lutter contre ce phénomène, quatre des principales universités israéliennes ont récemment publié une étude mettant en avant une méthode d'impression 3D qu'elles ont mise au point pour préserver les récifs coralliens. Le processus de restauration consiste à scanner des photographies de récifs coralliens, puis à intégrer des informations génétiques environnementales dans un algorithme de technologie 3D. À partir de là, elles impriment en 3D un nouveau récif en céramique qui est naturellement poreux sous l'eau. Ces récifs artificiels devraient attirer les poissons et les invertébrés afin de favoriser la repousse des récifs coralliens naturels.
À Bath, en Caroline du Nord, ils ont également utilisé des récifs coralliens imprimés en 3D ; 100 cubes de béton du récif artificiel ont été immergés dans l'eau. Ces cubes ont été fabriqués par impression 3D et sont parmi les premiers du genre. Jusqu'à présent, ils utilisaient des « matériaux d'occasion » pour les récifs artificiels, notamment des navires, des wagons de train ou du béton de démolition.
4. Mode imprimée en 3D
L'industrie de la mode tire également parti de l'impression 3D. En avril 2017, Adidas s'est associé à la start-up Carbon pour lancer une chaussure de course dotée d'une semelle imprimée en 3D. Avec les techniques traditionnelles, cette semelle intermédiaire aurait été impossible à créer. Aujourd'hui, Nike et New Balance expérimentent également des prototypes imprimés en 3D.
Dr. Scholl est une autre marque de chaussures qui utilise l'impression 3D, mais pour la personnalisation en série de semelles intérieures. En partenariat avec Wiivv, une entreprise d'impression 3D, Dr. Scholl utilise une application pour scanner les pieds des clients. Ces scans sont ensuite utilisés, en combinaison avec une technologie de cartographie, pour créer des semelles intérieures personnalisées, adaptées à chaque individu.
Au-delà des chaussures, les technologies d'impression 3D font également leur apparition dans l'industrie du vêtement, en particulier dans la haute couture. Elles permettent aux créateurs de dépasser les limites traditionnelles et de personnaliser les tailles et les courbes en fonction des différents types de morphologies. Cette année, de nouvelles techniques ont vu le jour, notamment l'impression 3D sur textile, qui représente une avancée majeure dans l'industrie car elle combine des matériaux textiles avec des matériaux imprimés en 3D créés numériquement.
L'année 2021 a été marquée par des investissements records dans l'impression 3D et la mode, avec 1,2 milliard de dollars levés dans le cadre de 30 transactions. Comme le montre le graphique ci-dessus, bien que l'impression 3D dans la mode ne soit pas encore très répandue, la tendance est à la hausse. Les experts prévoient qu'elle continuera à se développer à l'avenir.
5. Aliments imprimés en 3D
Bien que l'impression 3D ait touché de nombreux secteurs, les appareils d'impression alimentaire en sont encore à leurs balbutiements. Au cours de la dernière décennie, la recherche a repoussé les limites du possible, permettant au secteur alimentaire de fabriquer des aliments en 3D avec des géométries complexes, des textures personnalisées et des contenus nutritionnels sur mesure.
D'une valeur d'environ 148,22 millions de dollars en 2020, le marché mondial des aliments imprimés en 3D devrait atteindre une valeur de 620,66 millions de dollars d'ici 2026, soit un TCAC de 26,95 %.
Les aliments imprimés en 3D ont encore un long chemin à parcourir avant d'être largement adoptés. Cependant, les applications actuelles sont impressionnantes. De la viande sans cruauté et respectueuse de l'environnement aux aliments spatiaux, en passant par les sushis imprimés en 3D biométriques et les aliments pour les personnes ayant des difficultés à mâcher, il n'y a aucun doute : les aliments imprimés en 3D sont révolutionnaires.
Impression 3D : transformer l'impossible en possible
L'impression 3D bouleverse notre quotidien et rend possible ce qui était auparavant « impossible ». Bien que le véritable potentiel de cette technologie de pointe reste encore inconnu, une chose est sûre : une croissance exponentielle se profile à l'horizon.
Biographie de l'auteur
Kate White est responsable de la défense des intérêts des clients chez PatSnap. Elle passe ses journées à découvrir et à promouvoir les clients de PatSnap en mettant en avant leurs innovations révolutionnaires. Kate est titulaire d'une licence en sciences médicales et en psychologie de l'université Western. Pendant son temps libre, elle aime peindre et passer du temps à l'extérieur avec son husky sibérien.
