#Startup3D : AMFREE s’affranchit des contraintes de l’impression 3D métal XXL
Alors que la fabrication additive métallique grandit d’années en années, certains défis persistent sur le marché notamment quand il s’agit de produire des pièces grand format ou de les réparer. Les solutions du marché manquent souvent de fiabilité et les pièces ainsi produites ne sont pas conformes ou trop chères. C’est dans ce contexte qu’est née la jeune pousse française AMFREE : elle développe des machines hybrides d’impression 3D métal XXL clé-en-main et pré-qualifiée pour faciliter le travail de l’opérateur et garantir un résultat de qualité. Elle s’appuie notamment sur une intelligence artificielle qui permet de corriger les erreurs et d’apprendre des éventuels problèmes d’impression. Nous avons eu l’opportunité de rencontrer Nicolas Villedary, son Directeur Général, afin d’en savoir plus sur la technologie utilisée, les secteurs ciblés et les projets futurs de cette startup pleine d’ambitions.
3DN : Pouvez-vous vous présenter ainsi que votre lien avec la fabrication additive ?
Bonjour, je m’appelle Nicolas Villedary et je suis le Directeur Général de AMFREE, une entreprise qui commercialise des imprimantes 3D métal permettant de produire et réparer simplement des pièces de grandes dimensions (jusqu’à 5 mètres). Ces machines sont distribuées sous forme d’un package clé en main et pré-qualifié (machine, logiciel, services associés) permettant de garantir la qualité des réalisations et la simplicité d’usage.
Les équipes AMFREE et IREPA LASER à côté d’une pièce métallique XXL imprimée en 3D
3DN : Qu’est-ce que AMFREE ? Comment l’idée a-t-elle été développée ?
Créé en août 2023 et installée à Illkirch-Graffenstaden (Alsace, Bas-Rhin), la startup deeptech AMFREE cherche à rendre la fabrication additive métallique de pièces de grandes dimensions plus rapide et plus accessible. La technologie est née en 2019 dans le CRT (Centre de Ressource Technologique) Alsacien IREPA LASER. Une ligne pilote a vu le jour, désormais exploitée pour qualifier et produire des pièces industrielles. Sur cette même ligne, AMFREE poursuit ses développements R&D pour développer de nouvelles fonctionnalités (scan 3D, usinage, control process, capteurs intelligents, …), l’IA de ses machines et son infrastructure digitale et servicielle.
Nous avons développé AMFREE partant du constat que les différents procédés de fabrication additive possèdent des limites en termes de productivité et de compétitivité. Si certains gagnent en précision comme les procédés de fusion laser sur lit de poudre (PBF) pour faire des pièces complexes, ils ne sont adaptés actuellement que pour la conception des pièces de quelques dizaines de centimètres de longueur ou de diamètre. Ces technologies ne sont pas adaptées à la fabrication de pièces XXL pouvant atteindre plusieurs mètres.
Aujourd’hui la fabrication de pièces de grandes dimensions s’apparente davantage à de l’artisanat. Les installations de production sont souvent des machines spéciales ou des machines « maison » dont les résultats sont variants, d’un opérateur à l’autre, d’une usine à l’autre, d’une machine à l’autre. Les pièces XXL sont souvent des pièces critiques, à haute valeur ajoutée, ou exposant leurs utilisateurs à des préjudices financiers importants lorsqu’elles deviennent disfonctionnelles. Parce qu’elles ne sont pas facilement remplaçables, et qu’elles sont critiques dans l’industrie, il fallait développer des machines standard, simples, abordables et économiques, capables de produire plus rapidement des pièces (réduire le lead time) ou pour les remettre en service (économie circulaire, éco-responsabilité, préservation des ressources et de l’énergie).
La machine s’appuie sur la technologie DED laser multi-fils permettant une gestion dynamique de l’énergie
3DN : Quels sont les challenges liés à l’impression 3D de grandes pièces métal ? Comment AMFREE répond à ces défis ?
Pour les pièces de grandes dimensions, le défi consiste à produire des pièces bonnes du 1er coup. Les pièces sont grandes et les non-conformités sont souvent onéreuses et sont de nature à dégrader la compétitivité d’une fabrication en logique additive.
Pour y parvenir, AMFREE a fait le choix de fournir une solution clé-en-main et préqualifiée. Ainsi, les utilisateurs ont la garantie de disposer de l’ensemble des équipements et logiciels requis pour la fabrication de pièces XXL dans des conditions adaptées, validées, et parfaitement optimales. En achetant une machine, chaque client d’AMFREE dispose de tout ce dont il a besoin, sans coûts cachés, et dispose durant 60 mois d’un support métier d’experts en matériaux et procédés. Les machines AMFREE sont dotées de différentes IA spécialisées qu’AMFREE améliore jour après jour. Ainsi, l’ensemble de nos machines bénéficient de nouvelles aptitudes pour toujours mieux maitriser son geste métier, et se prémunir de la non-qualité. AMFREE travaille aujourd’hui à perfectionner le control process de ses machines, et s’intéresse déjà l’anticipation précoce des dérives pour éviter qu’elles ne surviennent.
Le centre de service d’AMFREE travaille à qualifier de nouveaux matériaux et leurs IA associées, pour des applications industrielles dans de nombreux secteurs (aéronautique, spatial, défense, industrie, ferroviaire, outillage, O&G, nucléaire, hydraulique, …), en partenariat avec divers fabricants de fils de soudage. Ainsi, il est possible de garantir les propriétés des fabrications/réparations réalisées avec la technologie d’AMFREE. Cette dernière permet également le développement de nouveaux matériaux et alliages innovants pour de nouvelles applications (comme pour le secteur particulier de l’O&G), par la fusion simultanée et contrôlée de plusieurs fils de nature différente.
Exemple de pièces imprimées en 3D par AMFREE
3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur votre machine ?
AMFREE a fait le choix de la technologie DED laser-fil(s), car l’usage d’un laser offre notamment la possibilité de maîtriser avec précision la quantité d’énergie apportée et d’obtenir rapidement et de façon localisée des densités d’énergie très importantes. Pour aller plus loin, nous avons développé une technologie innovante permettant d’atteindre des vitesses de dépôt de fil élevées tout en maîtrisant les caractéristiques géométriques des dépôts et garantir une extrême qualité métallurgique (souvent recherchée pour les pièces à haute valeur ajoutée).
Nos machines utilisent également l’intelligence artificielle pour prédire et corriger les phénomènes non prévisibles. Des capteurs intelligents développés par nos équipes sont utilisés pour la surveillance du process (monitoring). Ces données sont traitées par des IA qui se nourrissent de l’ensemble des données produites par la machine pour corriger les éventuelles dérives avant qu’elle ne crée une non-conformité et à terme les anticiper pour rétroagir préventivement et éviter qu’elles n’apparaissent.
En configuration standard, une machine AMFREE est constituée d’un robot sur axe linéaire, embarquant une buse laser multi-fils AMFREE. Adaptable sur demande, son enveloppe de fabrication initiale est de 5 x 2.5 x 2.5 m.
La machine standard AMFREE est constituée d’un robot sur axe linéaire
En option, il peut être ajouté un positionneur (fabrication multiaxes continus), une poupée mobile (pour les pièces cylindriques), un robot additionnel pour embarquer des options de scan 3D ou d’usinage pour un usage multi-procédés. L’idée est de poser la pièce dans l’enceinte de la machine et de travailler autour de la pièce (contrôle dimensionnel, préparation des surfaces, fabrication additive, usinage des zones inaccessibles après fabrication, contrôle non destructif). Ainsi, ces machines permettent d’une part de refabriquer des pièces proches des cotes finales à partir de simples bobines (ou futs) de fils métalliques, mais également permettent aux industriels qui les opèrent d’étendre leurs parts de marchés au monde la réparation, et ainsi adopter une approche circulaire, vertueuse et lucrative de la fabrication.
Ces machines sont équipées des dernières commandes numériques Siemens Sinumerik ONE. Elles héritent de toutes les fonctionnalités du monde de l’usinage. Totalement instrumentées, elles sont également adaptées aux nouveaux usages (machines communicantes, 4.0, évolutives, augmentées par IA, …)
3DN : Quels sont vos secteurs cibles ? Et vos futurs projets ?
En Europe, nous ciblons en priorité les donneurs d’ordres (tête de pont des filières industrielles), les utilisateurs de pièces de forges ou de fonderie et les sociétés de maintenance.
Soutenu par l’état (BPI) et la région Grand Est, nous accélérons les développements digitaux autours du procédé (capteurs intelligents, gestion dynamique de l’énergie) et de l’infrastructure digitale et servicielle adossée aux machines, destinée à porter demain les perfectionnements développés par le centre de service AMFREE. Des travaux sont également lancés pour qualifier les performances des options adossées aux machines AMFREE (scan 3D, usinage) et simplifier l’usage sous toutes ses formes de la fabrication additive XXL.
La machine peut être équipée en option d’un scanner 3D ou d’une broche d’usinage
Nous allons prochainement boucler une levée de fonds de 2,5 millions d’euros pour renforcer nos effectifs, poursuivre la simplification de l’architecture de nos machines et de leurs usages, et promouvoir de manière intensive en Europe cette nouvelle technologie hautement productive, au potentiel encore méconnu par l’industrie, et jusqu’alors inattendue pour les grandes dimensions.
Enfin, nous prévoyons la vente d’une première machine en 2024, avec en ligne de mire la vente d’une dizaine d’unités d’ici 2026 en ciblant notamment des secteurs tels que l’aérospatial, l’énergie, l’industrie, l’O&G et la défense.
3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?
Nous recherchons à nouer des partenariats stratégiques avec différents industriels et centres techniques européens, pour populariser la technologie et promouvoir ses atouts encore largement méconnus. N’hésitez pas à consulter notre site ICI pour en savoir plus !
*Crédits de toutes les photos : AMFREE
