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Rosotics et son étrange imprimante 3D métal à induction…

Mantis, l'imprimante 3D métal à induction développée par Rosotics

Mantis, l’imprimante 3D métal à induction développée par Rosotics (crédits photo : Rosotics)

Cette époque pas si lointaine où l’impression 3D métal se cantonnait à l’emploi de puissants lasers et de poudres à l’abri d’enceintes cloisonnées, s’éloigne au son de l’innovation prolifique de la fabrication additive. Ici et là, les matières grises tournent à plein régime pour lever les derniers freins d’une technologie déjà en plein essor. Des filaments chargés en métal, aux systèmes hybrides par moulage, en passant par ces procédés à jet de liant ou à friction, la fabrication additive métallique se montre de mieux en mieux armée pour répondre aux défis tendus par l’industrie.

Ces dernières années, les fabricants se sont montrés particulièrement inventifs pour résoudre les problèmes posés par les systèmes plus classiques à laser sur lit de poudre. Une approche qui en dépit de ses nombreux atouts, à le défaut d’être particulièrement coûteuse et contraignante, notamment d’un point de vue de la sécurité, mais aussi plus limitée en termes de volume de fabrication. (même si on observe des progrès de ce côté là)

Cette fois-ci l’audace est signée Rosotics. Basée en Arizona, cette jeune pousse américaine a développé une toute nouvelle technique de fabrication additive métallique pour s’affranchir des limites propres aux systèmes à laser sur lit de poudre. Renforcée par une nouvelle levée de fond à 750 000 $, cette start-up américaine a mis au point une nouvelle approche d’impression 3D tout à fait étonnante, dite par induction. Une technologie qui selon l’entreprise, ouvre la voie à l’impression métal bon marché, facile et rapide d’énormes pièces métalliques. Des capacités telles, qu’elle pourrait permettre la réalisation de pièces structurelles d’avions et de fusées.

Marchant dans les pas d’autres fabricants qui se sont inspirés d’une technique plus ancienne, à savoir la soudure, qui a donné naissance au WAAM, un procédé d’impression 3D à dépôt de fil métallique, Rosotics a semble t’il repris le principe du soudage par induction. Là où le WAAM utilise comme source de chaleur des faisceaux d’électrons ou de plasma pour fondre de fils de soudure métalliques, celle de Rosotics s’appuie donc sur une chaleur induite électromagnétiquement. Avec cette approche, la start-up parvient à créer un flux liquide en utilisant une bobine qui génére un courant de Foucault dans le métal.

« De nombreux métaux conduisent l’électricité et nous pouvons l’utiliser à notre avantage, au lieu d’ajouter du matériel incroyablement inefficace et même dangereux dans la boucle »

L'équipe de Rosotics avec en son centre, son fondateur et PDG Christian LaRosa

L’équipe de Rosotics avec en son centre, son fondateur et PDG Christian LaRosa (crédits photos : Rosotics)

Son fondateur Christian LaRosa explique que le fait de générer de la chaleur à l’intérieur de la matière permet de consommer moins d’énergie. L’autre avantage se situe au niveau du débit. Cette approche offrirait également l’avantage de pousser plus de masse à travers la buse, et de faire fonctionner plusieurs buses en même temps. « Nous sommes convaincus que le moyen le plus naturel et le plus efficace d’imprimer du métal en 3D implique l’induction. De nombreux métaux conduisent l’électricité et nous pouvons l’utiliser à notre avantage, au lieu d’ajouter du matériel incroyablement inefficace et même dangereux dans la boucle. Puisque notre approche supprime le laser, nous pouvons même élargir la buse et déposer plus de matériau par heure », a déclaré le fondateur et PDG Christian LaRosa de Rosotics.

Le laser et la poudre sont donc remplacés par une approche par extrusion, en faisant tout « simplement » passer un fil dans une buse chauffé par induction. Rosotics appelle cela le Rapid Induction Printing (ou RIP), une approche qui selon elle permet d’atteindre le même objectif que les techniques PBF, mais avec beaucoup moins de perte d’énergie. Comparée aux procédés par dépôt d’énergie concentrée, cette méthode serait « 30 à 50 % de plus efficace sur l’énergie totale dépensée« .

Rosotics précise par ailleurs que la matière première n’a pas besoin d’être ferromagnétique. Un point important étant donné ses ambitions dans l’aérospatiale, secteur dans lequel l’aluminium est présent dans de nombreuses pièces structurelles. Pour résoudre cette problématique, Rosotics explique avoir conçu une buse d’impression utilisant un mélange de matériaux, y compris du cobalt, qui permet aux machines d’imprimer des fils d’aluminium, en utilisant les mêmes paramètres qu’avec l’acier, et en atteignant le même niveau de performance.

Illustration des capacités de la technologie de Rosotics, en l'occurrence des structures cylindriques pour l'industrie aérospatiale

Illustration des capacités de la technologie de Rosotics, en l’occurrence des structures cylindriques pour l’industrie aérospatiale (crédits : Rosotics)

Alors que nombreux tests ont été effectués avec succès sur l’acier et de l’aluminium, la start-up affirme que la plupart des fils métalliques disponibles dans le commerce pourront être traités par son système. L’entreprise concentrerait actuellement ses efforts sur le cupro-nickel, alliage à base de cuivre, majoritaire, et de nickel, qui présenterait des performances mécaniques particulièrement intéressantes pour certaines applications.

Lorsqu’on penche sur son imprimante 3D Mantis, comme vous l’aurez peut⁻être deviné, celle-ci tire son nom de sa ressemblance avec l’insecte, la mante religieuse. Au-delà de ses capacités additives, cette machine grand format est dotée d’une structure dépliable qui lui permet d’être facile à transporter et à installer. L’autre atout de ce système, est qu’il fonctionne avec une prise industrielle standard de 240 V comme on en trouve dans n’importe quelle usine.

Pour l’heure à l’état de prototype, la Mantis serait actuellement à même de traiter des fils de 1 à 10 mm de diamètre. Des fils de plus gros diamètres pourraient néanmoins être employés en utilisant de plus grosses buses. Côté performances, ce système à bras robotique fonctionne avec trois têtes, chacune pouvant assurer un débit de plus 15 kg (33 lb) de métal par heure, soit un total de 45 kg (110 lb) par heure. Des pièces de plusieurs tonnes et dépassant les 9 mètres de diamètre pourraient ainsi être imprimées.

Selon les dernières informations, Robotics auraient déjà signé plusieurs clients. Les premières machines devraient être expédiées d’ici la fin d’année. Pour accélérer la production, la jeune pousse confie d’ailleurs avoir déployé une chaîne de montage à l’aéroport Falcon Field de Mesa. Enfin, à partir d’octobre, l’entreprise prévoit également d’ouvrir un service de fabrication pour les clients qualifiés. Le montant minimum de commande sera de 95 000 $.

Forte de sa technologie par induction permettant d’imprimer de grandes pièces plus rapidement, tout en réduisant considérablement les coûts et améliorant la sécurité et l’efficacité énergétique, Rosotics se dit prêt à révolutionner le marché de l’impression 3D métal. Outre l’aérospatiale, celle-ci vise regarde également du côté de l’industrie lourde, comme l’énergie et la construction navale.

Alexandre Moussion