Fortify livre ses premières imprimantes 3D magnétiques pour créer des pièces renforcées

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Un nouvel acteur très prometteur vient de faire son entrée sur le marché de l’impression 3D composite. Son nom : Fortity, une pépite américaine particulièrement innovante qui utilise des aimants pour créer des impressions 3D renforcées. Il y a quelques jours, sa plateforme de fabrication additive « Digital Composite Manufacturing ™ (DCM) » a commencé à être expédiée à ses premiers clients.

Fondée à Boston sur les recherches des Dr Randall Erb et Joshua Martin, Fortity est une entreprise qui a pour ambition d’imprimer rapidement des structures composites avec des microstructures optimisées. Son secret ? Une technologie baptisée Fluxprint, qui utilise le magnétisme pour orienter les fibres de renforcement dans une pièce.

La fabrication additive composite intéresse de très nombreux secteurs de l’industrie. La possibilité de rendre des pièces plus résistantes sans pour autant leur ajouter de poids, permet de répondre à un grand nombre de besoins, de performances d’une part, mais aussi d’économie de carburant dans le domaine du transport. Une étude publiée par IDTechEx estimerait d’ailleurs ce marché à 1,73 milliard de dollars au cours des dix prochaines années.

Les observateurs les plus avertis qui ont suivi le développement des technologies d’impression 3D composite ces dernières années, connaissent certainement Markforged. Née en 2013, cette entreprise pionnière utilise une méthode d’impression 3D qui fonctionne par extrusion, en alternant le dépôt d’un filament polymère et d’un fil de carbone continue. L’approche de Fortify est foncièrement différente. Le principe de sa technologie d’abord, repose sur un procédé par photopolymérisation, qui rappelons-le consiste à durcir une résine à l’aide d’un projecteur à écran numérique.

« Ce que nous avons fait, c’est explorer des options pour concevoir des propriétés isotropes, tout en utilisant des additifs de renforcement »

 Continuous Kinetic Mixing™

Continuous Kinetic Mixing™ : Le procédé CKM de Fortify garantit que les particules et les additifs de fibres sont répartis uniformément dans vos pièces et non au fond du réservoir d’impression. (crédits photo Fortify)

Les fibres ensuite, qui ne sont pas continues mais hachées, sont traitées avec un revêtement ferridique. Une fois mélangées avec le photopolymère liquide, celles-ci peuvent alors être orientées en fonction du champ magnétique. Le reste du processus se déroule ensuite comme n’importe quelle impression 3D DLP. Une lumière UV est projetée sélectivement sur la résine photopolymère pour la durcir, puis l’opération répétée couche après couche jusqu’à obtention de la pièce finale.

Le système aujourd’hui disponible intègre deux technologies propriétaires : le mélange cinétique continu (CKM/Continuous Kinetic Mixing), qui permet d’obtenir une suspension uniforme de la fibre et d’autres additifs fonctionnels, et Fluxprint, qui utilise des aimants pour aligner les fibres afin d’optimiser les microstructures de votre pièce.

Comme la plupart des composites sont anisotropes (c’est à dire que leurs propriétés matérielles dépendent de la direction), la capacité à orienter des fibres de renforcement est quelque chose de très intéressant si l’on veut obtenir des caractéristiques physiques spécifiques. Tout comme la résistance du bois dépend de la direction des fibres, l’orientation de fibres de carbone par exemple, ou de verre dans une pièce, va influer sur sa résistance. Sur ce point justement, Fortify affirme que le niveau résistance de ses pièces, se situerait quelque part entre les impressions 3D classiques renforcées en fibres et les impressions 3D entièrement métalliques.

« Ce que nous avons fait, c’est explorer des options pour concevoir des propriétés isotropes, tout en utilisant des additifs de renforcement et il existe plusieurs façons intelligentes de le faire. C’est une question que nous essayons de rester en face. », a déclaré Martin. « Cela dit, si le cas d’utilisation comporte un ensemble de modes ou de critères de défaillance différents, vous pouvez également le planifier dans un état anisotrope. »

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Pour déterminer la meilleure orientation possible, Fortify s’appuie sur un logiciel de conception générative qui est capable de reconnaître automatiquement les formes 3D de base. Quand celui-ci voit une forme cylindrique par exemple, il configure automatiquement le travail d’impression pour que les fibres soient orientées pour envelopper la pièce.

Il s’appuie également sur des simulations mathématiques de contraintes mécaniques. De cette manière il peut ainsi traduire ces informations en une orientation optimale pour les fibres. Bien sûr un tel processus ne peut pas être aussi rapide que de l’extrusion, mais il permet de produire des impressions extrêmement solides. La rigidité, la résistance, le poids et d’autres propriétés mécaniques peuvent ajustés voxel par voxel, pour produire des pièces disposant d’une renforcement sur-mesure qui ne pourraient être produites autrement que par impression 3D.

En termes d’applications, l’entreprise vise principalement les outils de moulage par injection. Il s’agit d’applications particulièrement exigeantes car les pièces doivent résister à des pressions élevées pouvant dépasser les 1500 psi, et des températures entre 50 et 240 ° C. Pour les moules métalliques, Fortify explique avoir développé une résine spéciale qui est un mélange exclusif de fibres de résine et de céramique optimisée.