Rencontre avec 3D Systems et sa plateforme de fabrication additive Figure 4 pour la production en série

système d'impression 3D Figure 4 de 3D Systems

Avec la vitesse de fabrication, l’évolutivité et l’automatisation de l’impression 3D constituent l’une des clefs pour répondre aux défis de volume et de répétabilité de l’industrie. Parmi les fabricants les plus en pointes sur le sujet, il y a le fabricant américain 3D Systems qui a développé une plateforme d’impression 3D résine DLP (Digital Light Printing) pour la production en série et en continu. Une des caractéristiques les plus intéressantes de ce nouveau système baptisé « Figure 4 », réside en effet dans son caractère modulable et automatisé qui lui permet de s’adapter aux besoins et activités des entreprises. Grâce cette solution, il serait possible d’atteindre une capacité de production jusqu’à 15 fois plus élevée que les solutions concurrentes actuelles. Pour vous faire découvrir cette plateforme de fabrication additive industrielle, Primante 3D a interrogé le Dr. Ed. Hortelano, Vice President R&D Matériaux chez 3D Systems.

« Figure 4 fournit aux fabricants la précision, la fiabilité, la reproductibilité et la disponibilité du moulage traditionnel »

Ed. Hortelano, Vice President R&D Matériaux chez 3D Systems.

Dr. Ed. Hortelano

Bonjour Ed Hortelano, pourriez-vous nous expliquer en quoi consiste votre rôle chez 3D Systems ?

Chez 3D Systems, je suis en charge du développement de nouveaux matériaux polymères dans le but de fournir les meilleures solutions pour répondre aux défis des applications de nos clients. L’un de mes principaux objectifs a été, et continue d’être, d’accélérer la livraison de nouveaux produits. En collaboration avec l’équipe de gestion produits, nous avons également peaufiné nos feuilles de route pour nous assurer que nous créons des produits qui ajoutent de la valeur aux investissements que nos clients ont réalisés dans nos imprimantes.

Avec la diversité de l’offre de 3D Systems, nous continuons d’explorer un nombre important de nouveaux produits chimiques et de matériaux pour nos plates-formes de photo-polymérisation, de frittage et de projection. C’est un privilège de diriger une équipe de scientifiques aussi talentueux, compétents et travailleurs.

plateforme de fabrication additive Figure 4 de 3D Systems

Quelles circonstances vous ont amené ici ?

La fabrication additive est un domaine particulièrement intéressant puisque le nombre d’applications et d’utilisations de cette technologie ne cesse de croître de manière rapide. J’ai été heureux d’avoir l’occasion de me joindre à 3D Systems et de diriger une équipe si novatrice. Cette opportunité me permet aussi de mettre en pratique mes connaissances acquises en tant que Docteur en Chimie et leader technique. J’ai également été attiré par l’opportunité de travailler avec Chuck Hull, qui a contribué à la création de cette industrie et qui a révolutionné notre façon de concevoir la fabrication.

« Les fabricants peuvent ainsi rapidement réaliser des itérations de leurs conceptions ou produire des pièces destinées à une utilisation finale »

Il y a deux ans 3D Systems dévoilait une nouvelle plateforme de production de fabrication additive dénommée « Figure 4 ».  Pour ceux qui ne la connaîtraient pas encore, présentez-nous cette solution.

Figure 4 est la première plate-forme de production de l’industrie entièrement évolutive. Elle comprend des configurations conçues pour permettre à nos clients de croître selon leurs besoins et leur activité. La plate-forme Figure 4 est capable de produire des pièces avec une grande qualité de surface et une exactitude élevée. Ceci permet d’accélérer la mise sur le marché avec une production ultra-rapide (jusqu’à 100 mm/h), une précision et une répétabilité de six sigma. Les fabricants peuvent ainsi rapidement réaliser des itérations de leurs conceptions ou produire des pièces destinées à une utilisation finale, sans tenir compte d’une quantité minimale de commande. La plate-forme Figure 4 comprend trois modèles :

Figure 4 Standalone est une solution monomoteur abordable de qualité industrielle qui convient pour la production à faible volume et le prototypage rapide le jour même. Ce modèle est idéal pour les petits ateliers de design et les fabricants. Il fournit un volume d’impression économique, une durabilité inégalée dans l’industrie, aux coûts les plus bas par rapport aux autres imprimantes de sa catégorie. Figure 4 Modular offre à nos clients une solution de production 3D directe évolutive et rentable, qui peut inclure la manutention automatisée des matériaux et le post-traitement centralisé. Les fabricants peuvent adapter Figure 4 Modular, au fur et à mesure que leurs besoins de production augmentent, y compris jusqu’à 24 moteurs d’impression.

Figure 4 Production est une solution de fabrication sans outillage entièrement personnalisable et automatisée, qui combine la flexibilité de conception de la fabrication additive à des modules de production en ligne configurables. L’alimentation automatisée en matériau et le post-traitement intégré réduisent les besoins en main-d’œuvre, ce qui augmente la productivité et réduit le coût total d’exploitation.

résine Figure 4

Quels secteurs d’application visez-vous ?

Les applications ont dépassé le stade du prototype. Les imprimantes et les nouveaux matériaux nous permettent d’augmenter les possibilités de Figure 4. Les domaines d’application comprennent la bijouterie, l’automobile, les appareils médicaux, les applications militaires et électroniques.

3D Systems vient d’annoncer le lancement de 5 nouveaux matériaux. Quels sont-ils et en quoi marquent-ils un tournant dans les capacités de production de Figure 4 ?

Figure 4 PRO-BLK 10 : un matériau de production révolutionnaire pour les applications de fabrication additive qui permet aux fabricants de produire directement des pièces en plastique pour l’utilisation finale, sans outillage. Il en résulte que les pièces sont produites le jour même, à la différence des semaines nécessaires avec les approches traditionnelles basées sur l’utilisation d’outillages.

Figure 4 PRO-BLK 10 est le premier photopolymère de 3D Systems pour la fabrication additive qui présente des comportements de thermoplastique, fournissant une combinaison de vitesse, précision, résistance et durabilité auparavant seulement associée à la production par moulage par injection. Ce matériau innovant fonctionne avec un simple lavage à l’alcool isopropylique (IPA) et ne nécessite pas de post-polymérisation thermique secondaire.

Matériau Figure 4 PRO-BLK 10

Matériau Figure 4 PRO-BLK 10

C’est une amélioration considérable, car ceci augmente significativement le débit et le rendement, et réduit grandement les cycles de nettoyage au solvant nécessaires avec d’autres technologies. Lors des essais effectués par nos clients sur diverses pièces, le système Figure 4 et le nouveau matériau noir de production ont fourni des pièces en moyenne jusqu’à 4 fois plus rapidement (temps d’impression et de polymérisation inclus) par rapport aux autres systèmes de production 3D existants

Figure 4 EGGSHELL-AMB 10 : Un matériau optimisé pour la production d’outillages sacrificiels pour la coulée de pièces en silicone véritable.

Figure 4 HI TEMP 300-AMB : Un plastique rigide résistant à ultra-haute température (300 °C) adapté aux applications de production telles que les tests de composants à haute température, les stators et les capots de moteurs.

Figure 4 FLEX-BLK 20: Un matériau endurant, flexible, résistant aux chocs et à la fatigue, avec une stabilité environnementale sur le long terme, qui convient aux assemblages et prototypes fonctionnels, tels que les pièces de style automobiles, les biens de consommation, les composants électroniques, les assemblages à emboîtement, les conteneurs ou les boîtiers.

Figure 4 RUBBER-BLK 10 : Un matériau à haute résistance à la déchirure, malléable, conçu pour le prototypage de pièces dures et caoutchouteuses, telles que les poignées et les raccords.

« Il n’est d’ailleurs pas nécessaire de procéder à des changements d’outillage longs et coûteux, requis pour le procédé de moulage par injection »

entreprise utilisant l'imprimante 3D Figure 4

Quels sont les avantages de votre technologie par rapport à l’injection plastique et ses limites ?

Les solutions d’impression 3D centrées sur la plate-forme rendent possible la production en série. Nos systèmes de production offrent une optimisation de fabrication entièrement numérique, capable de produire des séries complètes de milliers ou de centaines de milliers de pièces, et la dernière pièce de la série est de qualité équivalente à la première. Il n’est d’ailleurs pas nécessaire de procéder à des changements d’outillage longs et coûteux, requis pour le procédé de moulage par injection.

Figure 4, dans le cadre d’un processus de fabrication, fournit aux fabricants la précision, la fiabilité, la reproductibilité et la disponibilité du moulage traditionnel, produisant des pièces sans les coûts et les aspects chronophages de l’outillage. Comme indiqué précédemment, la plate-forme de la Figure 4 est entièrement évolutive et, grâce à sa qualité de surface élevée, elle excelle dans la texturation fine des pièces.

« La technologie réduit aussi considérablement le temps entre la conception et la livraison d’une nouvelle pièce de production, sans le coût et le temps d’outillage »

bras robotique Figure 4

Système combinant la puissance de plusieurs imprimantes 3D DLP et de bras robotisés pour produire en continu

En comparaison à la fabrication conventionnelle, la texturation des pièces est illimitée et peut être appliquée à toutes les surfaces, quelle que soit leur forme. En plus de la production en grandes ou petites séries, l’impression 3D permet aussi de produire différentes pièces dans un même lot.

Les fabricants peuvent donc rapidement effectuer des itérations de conception ou produire des pièces d’utilisation finale, sans tenir compte d’une quantité minimale de commande. La technologie réduit aussi considérablement le temps entre la conception et la livraison d’une nouvelle pièce de production, sans le coût et le temps d’outillage.

Pouvez-vous nous donner des exemples concrets d’économie réalisés grâce à vos nouveaux matériaux ?

Nous avons annoncé la disponibilité de ces matériaux il y a quelques semaines, lors de la conférence TCT au Royaume-Uni. Plusieurs clients ont déjà passé des commandes et nous commençons à les voir s’intégrer dans leurs processus de fabrication. Nous sommes impatients de pouvoir partager leurs réussites au cours des prochains mois.

Que pouvez-vous nous dire sur les prochaines échéances de 3D Systems ?

3D Systems est une entreprise fondée sur la curiosité et l’innovation, celle de notre cofondateur et Directeur de la technologie, Chuck Hull, et cet esprit perdure aujourd’hui. Nous sommes toujours à la recherche d’opportunités pour aider nos clients à maîtriser leurs applications les plus exigeantes, et c’est ce qui motive, en grande partie, notre esprit d’innovation.

Notre portefeuille de produits, à venir, comprend des travaux sur de nouveaux matériaux, ainsi que le perfectionnement de nos technologies d’impression 3D. Je suis impatient de pourvoir commenter avec vous les avantages de ces nouveaux produits lorsqu’ils seront mis sur le marché.