Systèmes 3D

3D Systems Corporation est une entreprise américaine basée à Rock Hill, en Caroline du Sud , qui conçoit, fabrique et commercialise des imprimantes 3D , des matériaux d'impression 3D, des pièces imprimées en 3D et propose des services d'ingénierie d'application. L'entreprise crée des maquettes de produits, des prototypes de précision et fonctionnels , des modèles maîtres pour l'outillage , ainsi que des pièces de production pour la fabrication numérique directe . Elle utilise des procédés propriétaires pour fabriquer des objets physiques à partir de données issues de logiciels de conception et de fabrication assistées par ordinateur , ou de dispositifs de numérisation et de sculpture 3D .

Les technologies et services de 3D Systems sont utilisés dans les phases de conception, de développement et de production de nombreux secteurs, notamment l'aérospatiale, l'automobile, la santé, le dentaire, le divertissement et les biens durables. L'entreprise propose une gamme d'imprimantes 3D professionnelles et industrielles, ainsi que des logiciels, des matériaux et un service d'impression rapide de pièces en ligne à la demande. Elle est reconnue dans le secteur de l'impression 3D pour le développement de la stéréolithographie et du format de fichier STL . Chuck Hull , directeur technique et ancien président, a été le pionnier de la stéréolithographie et a obtenu un brevet pour cette technologie en 1986.

En 2020, 3D Systems employait plus de 2 400 personnes dans 25 bureaux à travers le monde.

3D Systems a été fondée à Valencia, en Californie , par Chuck Hull , inventeur et titulaire du brevet du premier système de prototypage rapide par stéréolithographie (SLA) . Avant l'introduction du prototypage rapide SLA par Hull, la production de maquettes était longue et coûteuse. L'innovation de la SLA a permis de réduire ces dépenses tout en améliorant la qualité et la précision du modèle obtenu. Les premiers systèmes SLA étaient complexes et onéreux, et ont nécessité d'importantes modifications avant d'être commercialisables. Les principaux problèmes rencontrés étaient d'ordre hydrodynamique et chimique. En 1996, l'arrivée des lasers à semi-conducteurs a permis à Hull et son équipe de reformuler leurs matériaux. Les ingénieurs des secteurs des transports, de la santé et des biens de consommation ont contribué aux premières phases de recherche et développement de 3D Systems en matière de prototypage rapide. Ces secteurs restent des utilisateurs clés de la technologie de 3D Systems.

Fin 2001, 3D Systems a lancé un programme d'acquisitions visant à étendre son portefeuille technologique grâce à l'acquisition de logiciels, de matériaux, d'imprimantes et de contenus imprimables, ainsi qu'à l'accès aux compétences d'ingénieurs et de concepteurs. Le rythme des acquisitions de 3D Systems (16 en 2011) a soulevé des questions quant à la tâche qui incombait à son équipe dirigeante. D'autres observateurs ont souligné que l'ampleur de ces acquisitions témoignait d'une stratégie délibérée de 3D Systems pour consolider l'industrie de l'impression 3D sous une seule entité et marque, et pour devenir capable de couvrir chaque étape de la chaîne de production, de la numérisation à l'impression.

En 2003, Avi Reichental a succédé à Hull . Reichental et Hull figurent tous deux parmi les vingt personnalités les plus influentes du secteur des technologies rapides, selon le magazine TCT. Hull demeure membre actif du conseil d'administration de 3D Systems et occupe les fonctions de directeur technique et de vice-président exécutif de l'entreprise. En 2005, 3D Systems a transféré son siège social à Rock Hill, en Caroline du Sud , invoquant un climat des affaires favorable, des coûts d'exploitation durablement plus bas et d'importants avantages fiscaux et d'investissement comme raisons de ce déménagement. En mai 2011, 3D Systems a été transférée du Nasdaq (TDSC) à la Bourse de New York (DDD).

En janvier 2012, 3D Systems a acquis Z Corporation pour 137 millions de dollars américains. La même année, un rapport de Gray Wolf prévoyait que le taux de croissance de 3D Systems serait insoutenable, pointant du doigt l'effet d'entraînement des acquisitions comme une présentation erronée de la croissance organique. 3D Systems a réagi à cet article le 19 novembre 2012, affirmant qu'il « contenait des déclarations matériellement fausses et des conclusions erronées qui, selon nous, ont porté atteinte à la réputation de l'entreprise et ont causé un préjudice à nos actionnaires ».

En janvier 2014, 3D Systems a annoncé l'acquisition de Gentle Giant Studios, une société de Burbank (Californie) spécialisée dans la conception, le développement et la fabrication de figurines tridimensionnelles de personnages issus de franchises telles que Marvel, Disney, The Walking Dead (AMC), Avatar, Harry Potter et Star Wars. En juillet 2014, 3D Systems a annoncé l'acquisition de Simbionix, une société israélienne d'imagerie médicale, pour 120 millions de dollars américains . En septembre 2014, 3D Systems a acquis LayerWise, une entreprise basée à Louvain ( Belgique) , fournisseur majeur de services d'impression 3D métal et de fabrication, issue de la KU Leuven . Les modalités de l'acquisition n'ont été divulguées par aucune des deux sociétés.

En janvier 2015, 3D Systems a fait l'acquisition de botObjects, fabricant d'imprimantes 3D et première entreprise à commercialiser une imprimante couleur utilisant la technique de fabrication par dépôt de filament fondu . botObjects a été fondée par Martin Warner ( PDG ) et Mike Duma (directeur technique). Le système de cartouches CMJN 5 couleurs propriétaire de botObjects était censé générer des combinaisons de couleurs et des dégradés par mélange des couleurs primaires d'impression. Ces affirmations ont suscité un certain scepticisme.

En avril 2015, 3D Systems a annoncé l'acquisition du groupe chinois Easyway, créant ainsi 3D Systems China. Easyway est un fournisseur chinois de vente et de services d'impression 3D, dont les principales activités se situent à Shanghai, Wuxi, Pékin, Guangdong et Chongqing.

En octobre 2015, Reichental a démissionné de ses fonctions de président-directeur général de 3D Systems, Inc. et a été remplacé par intérim par le directeur juridique de la société , Andrew Johnson. Vyomesh Joshi (VJ) a été nommé président-directeur général le 4 avril 2016. Le 14 mai 2020, le conseil d'administration de 3D Systems a nommé Jeff Graves président-directeur général, avec prise d'effet au 26 mai. Il restera en fonction jusqu'au 17 février 2023.

3D Systems fabrique des systèmes de stéréolithographie (SLA), de modélisation par dépôt de fil fondu (FDM), de frittage laser sélectif (SLS), d'impression jet d'encre couleur (CJP), d'impression multijet (MJP) et d'impression directe de métal (DMP, une variante du SLS utilisant de la poudre métallique). Chaque technologie exploite des données 3D numériques pour créer des pièces par un procédé additif couche par couche. Ces systèmes se distinguent par leurs matériaux, leurs capacités d'impression et leurs applications.

L’impression jet d’encre couleur utilise la technologie jet d’encre pour déposer un liant liquide sur un lit de poudre. La poudre est libérée et étalée à l’aide d’un rouleau pour former chaque nouvelle couche. Cette technologie a été initialement développée par Z Corporation.

L'impression multijet désigne le procédé de dépôt de photopolymères liquides sur un support de construction grâce à la technologie jet d'encre. Elle permet d'obtenir une haute résolution, avec un matériau de support facilement éliminable en post-traitement.

Dans le cadre de sa stratégie de consolidation de l'impression 3D au sein d'une seule entreprise, 3D Systems propose une gamme complète d'imprimantes et de produits d'impression 3D destinés aux utilisateurs de ses technologies dans divers secteurs. 3D Systems offre des imprimantes professionnelles et de production. Outre les imprimantes, 3D Systems propose des logiciels de création de contenu, notamment des logiciels de rétro-ingénierie et de modélisation 3D organique. S'inspirant du modèle du rasoir et de ses lames , 3D Systems propose plus d'une centaine de matériaux compatibles avec ses imprimantes, parmi lesquels des cires, des matériaux caoutchouteux, des métaux, des composites, des plastiques et des nylons.

3D Systems est une entreprise à code source fermé, utilisant des technologies internes pour le développement de ses produits et des brevets pour protéger ses technologies de la concurrence. Les détracteurs de ce modèle attribuent la lenteur apparente du développement et de l'innovation dans l'impression 3D non pas à un manque de technologie, mais à un manque de partage ouvert de l'information au sein du secteur . À l'inverse, les partisans de ce modèle affirment que le droit aux brevets encourage et motive des innovations de meilleure qualité, aboutissant à un produit final plus performant et plus impressionnant.

En novembre 2012, 3D Systems a intenté un procès contre Formlabs, entreprise spécialisée dans les imprimantes 3D grand public , et la plateforme de financement participatif Kickstarter . Formlabs aurait tenté de financer une imprimante qui, selon 3D Systems, enfreignait son brevet sur le « polymérisation simultanée de plusieurs couches en stéréolithographie » . La procédure judiciaire a duré plus de deux ans et a été suffisamment importante pour faire l'objet d'un documentaire Netflix sur l'impression 3D, intitulé « Print the Legend »

3D Systems a déposé des demandes de brevets pour les innovations et technologies suivantes : système et méthode de prototypage et de fabrication rapides ; compositions durcissables par rayonnement utilisables dans les systèmes de projection d’images ; compensation des profils d’intensité du rayonnement actinique pour les modeleurs 3D ; appareils et méthodes de refroidissement des pièces frittées au laser ; compositions durcissables par rayonnement utilisables dans les systèmes de fabrication additive ; appareils d’impression 3D utilisant des couches imagées ; compositions et méthodes de modélisation par dépôt sélectif ; lissage des bords avec des images projetées basse résolution pour l’imagerie 3D ; un élévateur et une méthode d’inclinaison d’une plateforme de construction d’images pour réduire l’inclusion d’air et faciliter le démoulage ; méthodes de modélisation par dépôt sélectif pour une meilleure interface support-objet ; supports régionaux pour les pièces produites par fabrication additive ; méthodes de fabrication additive pour un meilleur contrôle du gauchissement et une meilleure qualité des parois latérales ; matériaux de support et de construction et leurs applications.

3D Systems' products and services are used across industries to assist, either in part or in full, the design, manufacture and/or marketing processes. 3D Systems' technologies and materials are used for prototyping and the production of functional end-use parts, in addition to fast, precise design communication. Current 3D Systems-reliant industries include automotive, aerospace and defense, architecture, dental and healthcare, consumer goods, and manufacturing.

Examples of industry-specific applications include:

• Aerospace, for the manufacture and tooling of complex, durable and lighter-weight flight parts
• Architecture, for structure verification, design review, client concept communication, reverse structure engineering, and expedited scaled modeling
• Automotive, for design verification, difficult visualizations, and new engine development
• Defense, for lightweight flight and surveillance parts and the reduction of inventory with on-demand printing
• Dentistry, for restorations, molds and treatments. Invisalign orthodontics devices use 3D Systems' technologies.
• Education, for equation and geometry visualizations, art education, and design initiatives
• Entertainment, for the manufacture and prototyping of action figures, toys, games and game components; printing of sustainableguitars and basses, multifunction synthesizers, etc.
• Healthcare, for customized hearing aids and prosthetics, improved medicine delivery methods, respiratory devices, therapeutics, and flexible endoscopy and laparoscopy devices for improved procedures and recovery times
• Manufacturing, for faster product development cycles, mold production, prototypes, and design troubleshooting

For industries such as aerospace and automotive, 3D Systems' technologies have reduced the time needed to incorporate design drafts and enabled the production of more efficient parts of lighter weight. Because 3D printing builds layer-by-layer according to design, it does not need to accommodate the traditional manufacturing tools of subtractive methods, often resulting in lighter parts and more efficient geometries.

En 2007, la société a regroupé ses bureaux, ses opérations et ses activités de recherche et développement dans un nouveau siège social mondial à Rock Hill, en Caroline du Sud (États-Unis). Environ la moitié des 7 400 m² (80 000 pieds carrés) du siège social ^{est constituée de laboratoires de recherche et développement, ainsi que d’un centre de fabrication rapide (CFR) de 1} 700 m² (18 000 pieds carrés ) équipé des systèmes de prototypage rapide , de fabrication rapide et d’impression 3D de 3D Systems .

Présente dans 80 pays, 3D Systems emploie plus de 2 100 personnes sur 25 sites à travers le monde, notamment à San Francisco , Louvain , en France , en Allemagne , en Italie , en Suisse , en Corée du Sud , au Brésil , au Royaume-Uni , en Chine et au Japon . L’entreprise détient plus de 359 brevets américains et étrangers .

En 2019, l'entreprise a regroupé ses ressources au sein de ses centres de services d'impression rapide à la demande à Littleton , Seattle , Lawrenceburg et Wilsonville . Des travaux de restructuration et d'agrandissement ont été réalisés sur le site de Lawrenceburg en prévision de sa croissance future, ce qui a quasiment doublé sa superficie.

3D Systems est impliquée dans un accord pluriannuel avec la Smithsonian Institution dans le cadre d'un effort visant à renforcer la gestion des collections et à accroître leur accessibilité grâce à des représentations 3D. En 2012, 3D Systems a entamé un partenariat avec les Scholastic Art & Writing Awards dans la catégorie « Future New », où trois lauréats reçoivent une bourse de 1 000 $ en plus des prix et de la reconnaissance accordés par les Scholastic Awards. L'entreprise a également fait don de deux imprimantes 3D de production au National Network for Manufacturing Innovation (NNMI), qui a pour objectif de relocaliser la production et d'accroître la compétitivité du secteur manufacturier américain. 3D Systems est également un partenaire financier de la National Children's Oral Health Foundation (NCOHF), qui propose des services de santé bucco-dentaire éducatifs, préventifs et curatifs aux enfants issus de populations à risque.

Le 18 février 2014, Ekso Bionics a présenté le tout premier exosquelette hybride imprimé en 3D en collaboration avec 3D Systems.