Formnext 2022 : panorama des nouveautés présentées sur le rendez-vous incontournable de la fabrication additive

Le plus grand événement au monde dédié à la fabrication additive a tenu toutes ses promesses. Après deux années mouvementées placées sous le signe du Covid, le célèbre Formnext et ses 50 000 m2 de salon ont retrouvé leurs niveaux de fréquentation et de participants proches de ceux d’avant la pandémie. Pas moins de 800 exposants et près de 30 000 visiteurs venus de 96 pays ont répondu positivement à ce nouveau rendez-vous.

Si en termes de nouveautés et d’annonces, les géants du secteur se sont montrés plus timides qu’à l’accoutumé, les start-up et jeunes entreprises d’impression 3D ont fait preuve d’une innovation qui a largement compensé. L’absence notable des entreprises chinoises du fait des restrictions de leur pays liées au Covid, n’a pas non plus empêché les visiteurs de constater la bonne santé et dynamique de ce marché résolument tourné vers l’industrialisation.

Parmi les tendances les plus évidentes, ceux qui ont parcouru les allées de cette édition 2022 auront certainement remarqué le nombre important de bras robotisés. Plusieurs acteurs ont décidé de miser sur cette approche pour obtenir de plus gros volumes de fabrication, gagner en liberté géométrique, ou automatiser certaines tâches chronophages telles que le post-traitement.

Le Formnext 2022 confirme également l’explosion des matériaux d’impression 3D. Un choix qui n’a jamais été aussi important qu’aujourd’hui. Les efforts menés conjointement par les chimistes et les fabricants d’imprimantes 3D répondent de mieux en mieux aux demandes spécifiques de l’industrie. Sur le plan de la qualité mécanique et esthétique, mais de plus en plus aussi de la durabilité.

Enfin, cette édition 2022 a également fait la part belle aux solutions grand format et celles axées sur la productivité. Elles concernent tout aussi bien les matériaux polymères que les métaux. Afin de vous donner un aperçu représentatif de cette évolution du marché de la fabrication additive, PRIMANTE3D a dressé pour vous un panorama des nouveautés présentées sur le salon.

HP et sa Metal Jet S100 

Quatre ans après qu’HP nous ait annoncé sa volonté d’entrer sur le marché de la fabrication additive métallique, sa technologie dédiée est enfin disponible à la vente. C’est ainsi que sa Metal Jet S100, jusqu’ici uniquement vendue aux bureaux de service, a été présentée sur la dernière édition du Formnext. Rappelons que l‘avantage de cette machine fonctionnant par liage de poudre, est que plutôt de travailler point par point comme c’est le cas avec les imprimantes à laser, celle-ci travaille couche par couche, ce qui offre une productivité beaucoup plus élevée.

Toujours dans l’idée de proposer un workflow numérique clé-en-main, HP a mis au point un système modulaire composé de 4 unités : l’imprimante elle-même, un module pour gérer la poudre, une unité de traitement thermique, et enfin un autre module permettant de retirer l’excédent de poudre dans les meilleures conditions.

Grâce à ses 6 têtes d’impression elle-même dotées de 63 360 buses, la Metal Jet S100 serait capable de déposer avec une grande précision jusqu’à 630 millions de gouttes de liant de la taille d’un nanogramme par seconde. La résolution pourrait quant à elle atteindre les 1 200 dpi. Quant à son volume de fabrication enfin, son plateau de construction permet la réalisation de pièces pouvant mesurer jusqu’à 430 x 309 x 200 mm.

LIQTRA

Fraîchement débarquée sur le marché de la fabrication additive, LIQTRA est une jeune pousse allemande qui nous intéresse particulièrement puisque celle-ci a imaginé une solution qui vise à répondre au manque de productivité du processus d’impression FDM. Sa réponse dénommée « Liqstra FX-7 Pro », est une imprimante 3D dont la particularité est qu’elle intègre pas moins de 7 buses dans sa tête d’impression.

Là où les imprimantes classiques n’utilisent qu’une seule sortie pour déposer la matière, cette approche permet une extrusion multipliée et simultanée. Le résultat serait une amélioration de la productivité de 300 % et d’une réduction des délais de fabrication de 75 %. Une vitesse d’impression dont le fabricant précise qu’elle ne réalise pas au dépend de la qualité. En effet, le fait de déposer le matériau par plusieurs buses, non seulement permet d’accélérer l’impression 3D, mais aussi d’incorporer davantage de chaleur dans la matière précédemment imprimée. Par conséquent, la liaison entre la couche de matériau nouvellement imprimée et le matériau sous-jacent est intensifiée. Prenant l’exemple PLA, LIQTRA affirme avoir observé une augmentation de 37 % de la résistance entre des couches consécutives par rapport aux impressions à buse unique. La résistance au sein de la couche imprimée resterait également constante.

En attente de brevet, cette technologie pensée pour répondre aux besoins de production devrait être disponible à partir de janvier 2023. L’imprimante sera dans un premier temps compatible avec le polypropylène et le polyamide, et proposera un volume de fabrication (425 x 305 x 500 mm) taillée pour les pièces de moyenne à grande taille.

Stratasys

Parmi les innovations tirant parti de bras robotiques, les visiteurs du Formnext ont pu découvrir le système automatisé du géant américain Stratasys. Une solution d’impression et de post-traitement 3D entièrement intégrée, qui présage ce à quoi la fabrication additive ressemblera très probablement d’ici quelques années.

Pour répondre aux besoins de rendement et de répétabilité de l’industrie, Statasys a imaginé une plateforme composée d’imprimantes 3D réputées pour leur productivité – à savoir sa gamme Origin One – , de robots, de convoyeurs et d’équipement de post-traitement. Une fois les pièces imprimées, un système à bras robotique se charge de collecter la plaque de construction, laquelle est ensuite transportée à l’aide de convoyeurs vers une installation de post-traitement intégrée.

Si nécessaire, les différentes opérations de post-traitement (rinçage, solidification par uv…) peuvent être menées sur la pièce. Une fois le cycle achevé, le système à bras robotique est capable de nettoyer, vider, puis remettre la plaque de construction dans l’imprimante 3D. Cette cellule de production automatisée P3 permettrait une production 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, avec une intervention quasi nulle de l’opérateur. 

Raise 3D

Parmi les autres solutions dévoilées sur le Formnext tournées vers la productivité, on retiendra également celle de Raise 3D. Acteur historique de la fabrication additive spécialisée dans les imprimantes 3D de bureau FFF professionnelles, ce fabricant américain a élaboré un kit qui vise à rendre sa gamme d’imprimantes 3D série Pro3, plus rapide qu’aucune autre machine de sa catégorie.

Qualifiée de révolutionnaire par l’entreprise, cette solution appelée « Hyper Speed Upgrade Kit« , serait en mesure d’offrir une vitesse d’impression 3,8 fois plus élevée que les machines existantes, passant de 50-80 mm/s à 200-350 mm/s. Un gain considérable de productivité offert à ses utilisateurs, qui s’accompagnerait en outre d’un haut niveau de qualité de surface et une très bonne adhérence des couches.

Le secret de cette nouvelle technologie baptisée Hyper FFF, ne résiderait pas uniquement dans ses deux hotend, mais également un algorithme capable de déterminer un modèle d’accélération optimisé tout en supprimant les vibrations de la machine. Le gain de vitesse obtenue par Raise 3D repose également sur l’emploi de deux filaments spécifiques « Hyper Speed » et « Hyper Core ». Le fabricant américain explique avoir élaboré des filaments capables de fondre dans un laps de temps plus réduit, tout en offrant une qualité finale et une absence totale de warping. Vendu 699 $, le kit se compose de deux Hyper Speed Hotend de 0.4mm, un Hyper Speed Auto Calibrator, une bobine de filament PLA et une bobine de filament ABS, des mises à niveau logiciels et un code d’activation.

DyeMansion

Illustrant le besoin de l’industrie d’automatiser certaines des opérations chronophages qui peuvent encore peser sur la fabrication additive, cette édition du Formnext a de nouveau fait l’objet d’un nombre important de nouveautés visant à faciliter le post-traitement. L’un de ses représentants les plus connus, l’entreprise américaine Dyemansion, a dévoilé sa dernière machine baptisée Powerfuse S PP.

La particularité de ce nouveau système, est qu’il permet de finir les pièces imprimées en polypropylène (PP) par un polissage à la vapeur. Une solution loin d’être si anodine, puisque jusqu’ici le PP qui est l’un des plastiques les plus produits dans le monde, ne pouvait pas être traité avec des produits chimiques pour le post-traitement.

Dyemansion explique avoir trouvé la bonne formule qui convienne à ce matériau, tout en étant respectueux de l’environnement en s’affranchissant des substances nocives que sont le PFAS, le CMR et le vPvM. L’autre innovation particulièrement intéressante de cette solution sur le plan de la durabilité, est que le solvant est recyclé au sein même de la machine. Ainsi seuls des changements annuels sont nécessaires.

Fiberneering

Cette édition 2022 du Formnext a également fait la part belle aux solutions grand format. L’une des nouveautés que l’on retiendra est celle d’un jeune fabricant néerlandais dénommée Fibermeering. Cette entreprise a développé une gamme composée de trois imprimantes DLP aux capacités de fabrication jamais vues pour cette technologie. Le plus grand modèle appelé « XD8 » , offre un volume de fabrication de 1 000 x 1 000 x 800 mm. Selon l’entreprise, celui-ci serait plus de 3 fois supérieur à celui de la plus grande machine DLP actuellement disponible dans le commerce.

Une faculté inédite qui ouvre la voie à des impressions aux dimensions jusqu’ici impossibles, comme les grands produits avec des exigences visuelles élevées. Fiberneering donne l’exemple de mannequins, ou encore de la signalétique et des œuvres d’art. Mais aussi des pièces plus techniques comme des moules, des prototypes et même des façades complètes. Fonctionnant avec sa propre résine, la technologie de Fiberneering permettrait de sortir une pièce d’un mètre de long en seulement 24 heures. Le fabricant néerlandais estime que le faible coût de ses résines comparé à l’existant, associés à la vitesse de ses imprimantes 3D, rendent sa solution particulièrement adaptée aux attentes des entreprises en termes de production.

Précisons que jusqu’à présent, cette entreprise dont la création remonte à 2015, fabriquait des imprimantes DLP destinées aux activités de service d’impression 3D. Pour l’heure, la société propose uniquement sa technologie sous la forme de service.

Rivelin Robotics

L’autre nouveauté qu’il ne fallait pas louper sur cette édition 2022, est la solution présentée par Rivelin Robotics. Désignée lauréate du Formnext Start-Up Challenge 2022 en compagnie de 4 autres start-up, cette jeune pousse britannique a développé une technologie « NetShape » dédiée au post-traitement des pièces additives métalliques.

Bien connue du monde de l’impression 3D métal, la problématique visée par cette start-up réside dans le coût important engendré par la finition et l’enlèvement des supports lorsqu’on imprime des composants en métal. Selon la pièce et la technologie employée, cette étape particulièrement coûteuse et chronophage, peut peser entre 30 % et 60 % du coût total de fabrication.

La réponse de Rivelin Robotics pour améliorer la rentabilité de la fabrication additive métallique, réside dans l’utilisation d’une gamme de machines à bras robotique. Baptisées NS-Ø, NS-1 et NS-2, celles-ci permettent d’automatiser le retrait et la finition des supports jusqu’au point de réduire de 90 % les coûts d’exploitation et les erreurs de post-traitement. Pour effectuer les diverses opérations de post-traitement que requiert une pièce métallique imprimée en 3D, plusieurs sortes de têtes d’outil soustractives dédiées au retrait des supports, au polissage et grenaillage, peuvent être montées sur leur bras robotique. Elles permettent de retirer les structures de support et/ou parachever la pièce en métal. Une fois le post-traitement achevée, une tête d’inspection permet de vérifier le bonne exécution des opérations. 

SphereCube

L’autre exposant qui a particulièrement retenu l’attention sur ce salon est Spherecube. Spin-off italienne de l’Université polytechnique des Marches (UNIVPM, Ancône – Italie), ce nouveau venu fait partie de ces jeunes pousses apparues durant la pandémie du Covid-19. Le créneau brigué par cet autre lauréat du Formnext Start-Up Challenge 2022, concerne cette fois-ci les matériaux haute performance chargés en fibres de carbone.

Portés par l’ambition dans le but réduire leur impact environnemental en débarrassant les déchets issus du traitement des composites et des moules, ses fondateurs ont mis au point une imprimante 3D éponyme capable de fabriquer des objets composites à l’aide de résines thermodurcissables et de fibres de renforcement continues.

La particularité de celle-ci par rapport à l’existant, est qu’elle tire parti d’un système de traitement thermique par laser qui permet d’améliorer à la fois la liaison des renforts fibreux, celle de la matrice, et des différentes couches imprimées en 3D. Son autre atout est qu’elle bénéficierait également d’une forte automatisation. Un aspect sur lequel Hypercube a particulièrement travaillé, l’idée étant d’offrir une répétabilité et une production plus élevées que ce qu’elle n’est actuellement, mais aussi réduire les coûts de production particulièrement élevés  des matériaux composites renforcés en fibres longues.

Sur sa feuille de route, Hypercube parle de quelques années avant que sa première imprimante 3D ne soit mise sur le marché. Pour l’heure, la jeune pousse travaille avec plusieurs prestataires de service, l’idée étant de comprendre comment son système peut répondre au mieux à leurs besoins.

Elkem Silicones

L’abondance de matériaux présentée au Formnext comparée aux tous premiers salons que certains d’entres-nous ont pu connaître (certains se souviendront certainement du 3D PrintShow), montre les énormes progrès réalisés par l’impression 3D sur cet aspect. A un point tel qu’il est devenu très difficile aujourd’hui de suivre le rythme des innovations.

L’un des progrès les plus attendus réalisés ces quatre dernières années concerne le silicone. Très prisées par l’industrie, les propriétés spécifiques de ce matériau qui le rendait jusqu’ici incompatible avec l’impression 3D, est un verrou que plusieurs acteurs sont parvenus à faire sauter. L’un d’entres-eux est l’expert norgévien Elkem Silicone.

Cette nouvelle édition du Formnext a été pour lui l’occasion de présenter sa gamme de matériaux élargie, pensée pour la fabrication additive silicone. L’entreprise a formulé deux nouveaux matériaux appelés AMSil™ et AMSil™ Silbione™. Compatibles avec les procédés à dépôt liquide (Liquid Deposit Molding /LMD), leurs duretés vont de ShoreA 10 à ShoreA 70. Outre leur utilisation dans des applications médicales et industrielles, désormais cette gamme permet également une utilisation dans des applications de qualité alimentaire.

L’autre nouveauté présentée par Elkem Silicones enfin, porte sur un nouveau matériau de support soluble. Appelé MSil™ 92100, ce matériau à la formulation « pâteuse » vise à permettre aux utilisateurs de réaliser des formes géométriques encore plus complexes. Le matériau est soluble dans l’eau et peut être lavé pendant la phase de post-traitement.

Rappelons que depuis un an, Elkem Silicones s’est associé à Eriks, fabricant mondial de solutions d’étanchéité, de robinetterie et de flexibles industriels. L’objectif de ce rapprochement est d’élaborer une offre d’impression 3D de pièces en silicone. Le fournisseur et le fabricant entendent ainsi rendre la conception et reproduction de pièces complexes en silicone plus rapide.