La fabrication additive commence à poindre le bout de son nez dans l’industrie du cycle. Acteur prometteur dans ce secteur, la start-up américaine AREVO vient d’annoncer un partenariat avec le fabricant de vélos Franco Bicycles pour produire le premier cadre de vélo mono-pièce en carbone imprimé en 3D. Le composant 3D équipera une nouvelle gamme de vélos électriques vendus sous la marque « Emery ».
Jeune pousse de la Silicone Valley, AREVO s’est faite connaître il y a un an pour sa solution d’impression 3D innovante spécialisée dans les composites. Elle se compose d’un robot 6 axes, d’une gamme de matériaux composites, et d’un logiciel permettant d’optimiser leur dépôt. Ce sont pas moins de 12,5 millions d’euros qui ont déjà été injectés dans la start-up, dont 7 millions par le fonds de capital risque américain Khosla Ventures.
Il faut dire que le carbone est un matériau très recherché dans l’industrie. Son excellent rapport poids/résistance trouve des applications dans de nombreux secteurs, en particulier l’automobile et l’aéronautique. La liberté de conception de la fabrication additive, permet l’obtention des pièces en carbone plus légères et plus robustes encore, et in fine, des économies significatives de carburant. Sur ce segment, les fabricants d’imprimantes 3D sont encore peu nombreux . Marforged, Impossible Object et Stratasys sont en effet quelques-uns des rares constructeurs à proposer des systèmes de fabrication additive pour le carbone.
« La technologie de fibre de carbone continue d’AREVO a joué un rôle déterminant »
Les performances de la technologie DNA™ d’AREVO, réside notamment dans ses logiciels brevetés. Ils permettent en effet d’optimiser l’orientation des fibres de carbone, pour un ratio résistance/poids revendiqué comme le plus élevé du secteur. Des algorithmes AFEA (Additive Finite Element Analysis), valident enfin la conception du vélo avant son impression.
Jusqu’à cinq fois plus résistants que de nombreux matériaux à base de titane, les matériaux composites d’AREVO sont imprimés à l’aide d’un système à bras robotique multi-axes. Là où les imprimantes 3D traditionnelles utilisent un portique rotatif à 3 axes, celui-ci est capable d’imprimer sur 6 axes.
Dans le cas du carbone, les fibres sont déposées couche après couche, lesquelles sont liées par un thermoplastique fondu. Interrogé par Primante 3D sur la nature du liant en question, AREVO répond :
« Nous utilisons le filament Towpreg comme matière première pour les impressions. Celui-ci est fait de fibres de carbone continue et de polymère thermoplastique PEEK. Bien que notre technologie ne se limite pas à cette composition. A l’avenir, nous prévoyons d’utiliser d’autres fibres comme la fibre de verre et le polymère thermoplastique comme le nylon. »
De la conception à la production en quelques jours seulement, contre 18 mois auparavant
Combinée à son logiciel de pointe, la fabrication additive composites d’AREVO permet l’obtention de pièces plus légères et solides, mais aussi des géométries qui seraient impossibles à réaliser les techniques classiques.
Plutôt que d’assembler plusieurs composants comme c’est le cas avec les procédés traditionnels, cette technologie a permis de fabriquer le cadre du vélo en une seule pièce, contre 27. La société affirme en outre avoir obtenu une intégrité structurelle et une stabilité supérieures ainsi qu’une réduction significative des coûts de développement.
En terme de délais, le développement de la bicyclette Emery ONE a été beaucoup plus rapide qu’avec les procédés classiques. La technologie d’AREVO aurait permis aux partenaires de passer de la conception à la production finale en quelques jours seulement, contre 18 mois auparavant.
« Nous avons choisi la technologie AREVO parce que son design itératif et flexible représente le nouvel âge de la fabrication de composites et nous voulions être le premier fabricant de vélos à participer à cette révolution », a déclaré Hector Rodriguez, cofondateur d’Emery Bikes. « La technologie de fibre de carbone continue d’AREVO a joué un rôle déterminant dans la réalisation des exigences de qualité de roulement et de haute performance que nous nous sommes fixés pour Emery One. »
Pour officialiser leur collaboration, AREVO et Franco Bicycles présenteront le nouveau vélo électrique Emery ONE à l’occasion de la manifestation sportive Sea Otter Classic à Monterey, en Californie, du 11 au 14 avril. Disponible dès aujourd’hui sur réservation, le Emery ONE ebike sera vendu en édition limité au prix de 5 500 $.
