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Quantica décuple les capacités de l’impression 3D à jet de matière

Jeune pousse venue d’Allemagne, Quantica a dévoilé une solution qui promet de faire progresser à grand pas l’impression 3D à jet de matière. Pendant plus de 4 ans, cette start-up allemande a développé une technologie permettant d’imprimer des matériaux jusqu’alors inaccessibles avec ce procédé. Contrairement au systèmes actuels, son imprimante 3D T1 Pro est capable de projeter et de combiner plusieurs résines ultra hautes performances en même temps. Une avancée qui pourrait donner lieu à tout un tas de nouvelles applications ; des pièces multicolores, multi-résistances ou multifonctionnelles.

Le cursus de son CTO, Ramon Borrel, donne quelques indices sur la manière dont Quantica est parvenue à cette prouesse. Outre le fait d’avoir participé au développement d’imprimantes à jet d’encre grand format chez HP, le dirigeant a passé de nombreuses années chez Xaar, une société britannique spécialisée dans les têtes d’impression à jet d’encre piézoélectriques. Appelées aussi têtes de « goutte à la demande, celles-ci ont initialement été développées dans les années 90 pour équiper les imprimantes 2D grand format. Elles fonctionnent par impulsions électriques qui font se contracter de fines buses remplies d’encre pour expulser de minuscules gouttes.

Quelques imprimantes 3D sur le marché fonctionnent déjà avec la technologie de Xaar, la plus connue étant probablement la H350™ de Stratasys. Pour rappel, ce rapprochement avec le géant américain a donné naissance à une société commune dénommée Xaar 3D Limited qui détient tous les actifs de la technologie (HSS) de Stratasys. D’une participation de 15 à 45 % en 2019, ce dernier a fini par mettre la main sur le restant des actions de Xaar 3D en octobre dernier.

Pour bien saisir le caractère innovant de Quantica, revenons d’abord sur le fonctionnement les imprimantes actuelles. Les technologies les plus connues, la MultiJet de 3D Systems ou la Polyjet de Stratasys par exemple, reposent en fait sur des têtes d’impression à jet d’encre qui déposent de fines gouttelettes de photopolymères sur un plateau d’impression. Une fois la première couche déposée, une lumière UV est immédiatement projetée dessus pour la durcir. L’opération est ainsi répétée jusqu’à l’obtention de la pièce finale.

La limite de cette approche est qu’elle ne fonctionne qu’avec un certain type de matériau, c’est à dire des résines qui doivent être suffisamment fluides pour être éjectées à travers les minuscules buses à jet d’encre. Certes cela permet de fabriquer très rapidement de beaux prototypes, mais peu de pièces fonctionnelles. Les résines plus visqueuses qui permettraient d’obtenir des propriétés techniques plus intéressantes, ne sont pas compatibles avec cette méthode.

Née de cette problématique, Quantica rend désormais possible l’impression de résines jusqu’à 15 fois plus visqueuses que les systèmes à jet de matière conventionnels. Pour y parvenir, les résines sont chauffées à une température 50-60 °C en moyenne (cela peut aller jusqu’à 110 °C). Une chaleur qui a pour effet de rendre celles-ci plus fluides.

« Nous avons trouvé un moyen extrêmement énergétique de pousser des fluides avec de très gros piézoélectriques »

imprimante 3D T1 Pro de Quantica

Imprimante 3D à jet de matière T1 Pro de Quantica (crédits photos Quantica)

L’autre atout du système développé par Quantica, est qu’il est capable d’éjecter le fluide à très haute pression. Ramon Borrel explique : « Notre principe de fonctionnement est différent. Nous avons trouvé un moyen extrêmement énergétique de pousser des fluides avec de très gros piézoélectriques connectés à la chambre de construction. Nous pouvons pousser 60 à 100 fois plus fort que les jets d’encre conventionnels. »

En procédant ainsi Quantica est en mesure d’imprimer des résines de poids moléculaire élevé, comme celles utilisées en stéréolithographie (SLA) et en DLP , y compris des résines chargées (métal, céramique, verre…). Là où la technologie de Quantica se différencie de ces dernières, c’est qu’elle est capable d’associer de nombreux photopolymères différents en une seule opération. Leur technologie permet un contrôle au niveau du voxel, ce qui veut dire que des gouttes de résines différentes peuvent être imprimées en 3D. On imagine alors les nombreuses combinaisons possibles. Pour l’heure, le système offrirait une résolution de 600 dpi, ce qui correspond à environ 40 microns/voxels.

Quantica indique avoir imprimé des pièces en couleur extrêmement précises et d’autres avec d’excellentes propriétés optiques. Le fabricant a par ailleurs fait valider des appareils dentaires de classe II, ce qui a conduit à la signature d’un accord de développement avec une société dentaire. Les deux partenaires prévoient de créer une imprimante 3D qui permettrait de combiner jusqu’à six matériaux pour la production d’applications dentaires.

La T1 Pro, dont on ignore encore le prix, est une imprimante 3D qui se dédie à l’impression de pièces fonctionnelles, mais aussi le développement de matériaux pour les chercheurs et les équipes de R&D industrielles. Souhaitant connecter sa technologie à un maximum d’applications, Quantica indique rechercher activement des partenaires entreprises pour expérimenter celle-ci.« Les applications qui semblent bien correspondre à la technologie et au modèle commercial comprennent la microfluidique, le biomédical, l’optique, l’électronique imprimée, les écrans plats, les adhésifs et les revêtements. » Conclut l’entreprise.

Pour les intéressés qui souhaiteraient acquérir une T1 Pro ou obtenir une démonstration. Un formulaire est disponible sur la page d’accueil du fabricant.

Alexandre Moussion