Evolve Additive Solutions refait parler d’elle et de sa technologie insolite taillée pour l’impression 3D de production. Basée dans le Minnesota, cette spin-off de Stratasys à l’actualité plutôt discrète ces dernières années, a profité du dernier Formnext pour annoncer le lancement de « STEP Parts Now » , un service d’impression 3D qui vise à répondre aux demandes de production en série.
Lors d’une conférence, Jeff Blank, le président et directeur de l’exploitation d’Evolve, a indiqué que les pièces commandées sur la plateforme seront produites via deux centres de production partenaires – FATHOM en Amérique du Nord, et Fathom Digital Manufacturing en Europe – équipés de la technologie STEP.
Pour ceux qui seraient passés à côté de cette technologie, cet acronyme qui signifie « Selective Toner Electrophotographic Process », cache une méthode de fabrication additive très atypique basée sur l’électrophotographie. Une technique d’impression que l’on retrouve habituellement chez les photocopieuses et les imprimantes 2D laser, et dont Evolve s’est largement inspirée en adaptant le moteur à électrophotographie Kodak NexPress™.
En développement depuis 2009, ce procédé protégé par une centaine de brevets, repose en fait sur l’utilisation de charges électrostatiques et de toners qui permettent la superposition de couches de polymère réactif à la lumière et à la chaleur.
Evolve soutient qu’avec ce procédé, pensé pour les applications de production à grande échelle, il serait possible d’atteindre des vitesses d’impression extrêmement élevées, jusqu’à 50 fois plus rapides que les méthodes de fabrication additive les plus performantes. Selon le fabricant, une couche entière (600 x 300 x 100 mm) pourrait être imprimée en seulement six secondes.
« nous pensons que la technologie deviendra à l’avenir encore plus importante pour compléter les capacités actuelles du moulage par injection »
Pièces ABS imprimées via la technologie STEP (crédits photo : Evolve Additive Solutions)
Sans surprise, au vu de ses capacités de production, la technologie STEP a suscité l’intérêt des plus gros investisseurs. En 2018 déjà, le géant du jouet LEGO, Stanley Black and Decker Investments et un troisième investisseur non divulgué, avaient investi la somme de 19 millions de dollars dans l’entreprise. Pionnier dans l’utilisation de l’impression 3D pour créer ses prototypes, LEGO pense que la technologie STEP pourrait lui permettre de compléter ses capacités actuelles du moulage par injection.
« Aujourd’hui, l’entreprise utilise principalement la technologie pour créer des prototypes développement de nouveaux produits et nous pensons que la technologie deviendra à l’avenir encore plus importante pour compléter les capacités actuelles du moulage par injection. Avec Evolve Additive Solutions nous avons trouvé un partenaire très compétent dans ce domaine. » avait alors déclaré Per Hjuler Brand & Business Development chez Lego.
Chacun l’aura deviné, l’objectif pour Evolve est de rivaliser avec les processus de fabrication traditionnels tels que le moulage par injection, en produisant des pièces en polymère à des coûts, une qualité et une productivité au moins comparables, mais avec la liberté de conception de l’impression 3D en plus, et ses délais de production réduits.
Les capacités de production de ce système ne sont d’ailleurs pas ses seuls atouts. À l’avenir, celle-ci pourrait également permettre de combiner des matériaux et des nuances de manière très précise. Evolve parle d’une précision qui serait telle, qu’il serait possible sur la même couche, de placer deux voxels séparés de deux matériaux différents, côte à côte. On imagine alors aisément les possibilités de personnalisation…. qu’il s’agisse de propriétés mécaniques ou de couleurs, que l’on pourrait faire varier d’un endroit à un autre de la pièce.
Evolve donne l’exemple de structures type noyau/coque, où la majeure partie de la pièce pourrait être fabriquée avec un matériau standard moins coûteux de qualité technique, tandis que les 50 dernières couches et les passages internes pourraient être réalisés avec un matériau plus coûteux résistant aux produits chimiques.
« Les clients de Fathom commencent à migrer et à exploiter cette technologie comme passerelle vers la production »
Clapets anti-retour imprimés avec la technologie STEP (crédits photo : Evolve Additive Solutions)
En matière de résistance mécanique, cerise sur le gâteau, STEP se distingue aussi par sa capacité à produire des pièces entièrement isotropes et entièrement denses. Elle élimine ainsi les problèmes souvent rencontrés en matière de porosité dans la fabrication additive. Le système embarque un système de surveillance en temps réel pour éviter toute couche défectueuse. Chaque couche est inspectée avant d’être déposée. Une précaution indispensable, en particulier sur les marchés de l’aéronautique et du médical soumis à des normes drastiques de sécurité.
Quant aux structures de supports, une contrainte propre à beaucoup de technologies additives, et qui ajoute au temps de fabrication, Evolve a su également trouver la parade. En 2020, l’entreprise révélait s’être associée à son compatriote Post-process, pour y intégrer sa technologie « Volumetric Velocity Dispersion » (VVD), pour automatiser la suppression des structures de soutien. Elle repose sur la pulvérisation d’un produit détergeant à basse pression (2,4 bar), qui associé à un mouvement linéaire perpendiculaire, et appliqué en jets bidirectionnels, permet de retirer rapidement les supports sans endommager les pièces.
Etant donné le caractère singulier et novateur de sa technologie, Evolve a semble t-il, et à juste titre, jugé plus pertinent de pénétrer le marché en intégrant celle-ci dans un service, plutôt qu’à travers la vente de machines. Les clients hésitants pourront ainsi expérimenter ses capacités avant d’envisager plus tard, si l’occasion se présente, de s’équiper en interne.
« Nous ne vendons pas de système de prototypage, nous sommes donc uniques dans les cibles que nous visons. Et cela concerne vraiment le domaine du moulage par injection », a déclaré Jeff Hanson. « Les clients de Fathom commencent à migrer et à exploiter cette technologie comme passerelle vers la production, dans certains cas pour les pièces d’utilisation finale. » Il ajoute : « Nos clients venaient chercher des prototypes, puis ils repartaient. Mais avec Step Parts Now, nous pouvons développer leur application, parcourir leurs itérations de prototype et continuer à appuyer sur le bouton d’impression pour passer en production… Il tient enfin les promesses que les entreprises d’impression 3D ont faites à l’industrie au cours des 30 dernières années. »
Evolve Additives Solutions nous apporte également de bonnes nouvelle sur les capacités matériaux de sa solution de production. Jusqu’alors limitée à l’ABS de couleur noir, sa technologie STEP propose désormais le PA-11 et l’ABS gris. Nul doute que l’ajout du PA11 va considérablement élargir les possibilités d’application. Sa résistance mécanique élevée, sa flexibilité et sa résistance chimique, en font un matériau idéal pour des applications très diverses (plus exigeantes que le PA12) telles que la fabrication de pièces automobiles, d’articles de sport, de composants industriels, d’électronique, et les produits médicaux.
