Elementum 3D développe des matériaux d’impression à forte valeur ajoutée

L’une des nombreuses considérations en fabrication additive concerne les matériaux compatibles avec le processus d’impression. Bien qu’encore limités, ces matériaux se sont développés ces dernières années, que ce soit des solutions plus traditionnelles comme les plastiques et les polymères, tels que le PEEK et le PLA, mais aussi des métaux et composites ; les avancées dans ce domaine sont considérables. Récemment, les chercheurs ont même trouvé des moyens d’imprimer avec des matériaux auparavant indisponibles comme le cuivre pur. Cependant, malgré cette croissance, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir. Nous avons pu rencontrer le Dr Jacob Nuechterlein d’Elementum 3D, une entreprise américaine de recherche et développement en fabrication additive spécialisée dans la création de métaux, de composites et de céramiques de pointe. Nous avons découvert leur technologie RAM et le secteur de la fabrication additive métal !

3DN : Pouvez-vous vous présenter ? Depuis quand travaillez-vous avec les technologies 3D ?

Bonjour, je m’appelle Jacob Nuechterlein, je suis le président et le fondateur d’Elementum 3D. J’ai une formation en science des matériaux et en métallurgie des poudres. Je n’ai travaillé avec l’impression 3D qu’après avoir créé l’entreprise en 2014. En peu de temps, mon société est devenue l’un des leaders mondiaux de l’impression 3D, ce qui démontre que l’industrie évolue rapidement et que de nouveaux experts dans le domaine se font chaque jour.

3DN : Comment Elementum 3D a-t-elle été fondée ? Quelle est sa mission ?

J’ai réuni une petite somme d’argent pour lancer l’entreprise avec un de mes mentors, Quinton Hennigh. J’ai commencé dans un coin d’un entrepôt à développer des matériaux sur un graveur laser que j’ai modifié pour pouvoir imprimer en trois dimensions. Peu de temps après avoir déposé des brevets, j’ai agrandi et ajouté du personnel à l’organisation et acquis notre première imprimante 3D à lit de poudre laser d’EOS. Depuis, nous développons de nouveaux matériaux pour ce procédé.

3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur votre procédé RAM ?

RAM ou Reactive Additive Manufacturing forme des microstructures qui contrôlent des précipités in-situ pendant le processus d’impression. Nous utilisons cette technologie pour permettre l’impression de matériaux que l’on croyait impossibles. Elle nous permet également de développer des matériaux spécifiquement destinés à la fabrication additive, comme nos composites à matrice métallique. Si RAM est notre technologie de base, elle n’est pas notre seul outil de développement de matériaux chez Elementum 3D.

3DN : Quels sont les besoins des utilisateurs de la fabrication additive en termes de métaux ? Comment Elementum 3D répond-il à ces besoins ?

La fabrication additive dispose d’une sélection limitée de matériaux capables de répondre à des exigences de propriétés spécifiques. Trois domaines clés sur lesquels nous sommes fréquemment interrogés sont la conductivité thermique, les performances à haute température et la haute résistance. Récemment, nous avons développé des matériaux pour des applications à température élevée. Nous avons des alumines qui fonctionnent à une température supérieure de 200°C à celle des alliages d’aluminium coulés. Nous avons également lancé récemment des superalliages de nickel qui fonctionnent à des températures bien supérieures à celles de l’IN718 (la norme dans l’industrie). Nous proposons également une large gamme de matériaux pour des applications telles que les dispositifs à radiofréquence, les blocs moteurs et la gestion thermique des fermes de serveurs.

Un mousqueton imprimé en 3D via la fusion laser sur lit de poudre (crédits photo : Elementum 3D)

3DN : Plus globalement, quels sont les obstacles à la création de matériaux de qualité pour le processus d’impression 3D métal ?

L’adoption de l’impression 3D par les nouveaux clients en général est un premier obstacle au développement. Cela limite le financement des innovations technologiques qui sont complexes et nécessitent des tests coûteux et itératifs. Un autre obstacle majeur est l’absence d’un ensemble de normes internationales pour les tests. Cela crée de multiples obstacles et des dépenses répétées pour répondre aux exigences individuelles de chaque client. En outre, au cours du processus d’impression, la microstructure du matériau se forme, ce qui peut affecter la cohérence si le processus n’est pas bien contrôlé. Cela peut être exaspérant si la fenêtre de traitement du matériau spécifique est trop étroite.

3DN : Qui sont les principaux utilisateurs de la fabrication additive métal aujourd’hui ?

Les secteurs de l’aérospatiale, de l’espace, de la défense, du médical, de l’automobile haut de gamme, de la gestion thermique, de l’énergie, du pétrole et du gaz, entre autres, utilisent tous la fabrication additive à des degrés divers. Les secteurs de l’espace et de la défense semblent être les plus rapides à adopter la fabrication additive en raison des économies de logistique et d’espace qu’ils permettent de réaliser. De nombreuses entreprises ont été en mesure de démontrer que la fabrication additive pouvait concurrencer l’usinage CNC.

3DN : Comment voyez-vous l’évolution du marché des métaux en impression 3D au cours des 5 prochaines années ?

Je m’attends à une croissance significative des espaces de fabrication flexibles qui peuvent être mis en service rapidement et contribuer à réduire l’espace d’entreposage des pièces de rechange. À mesure que les entreprises démontrent leur capacité à remplacer les pièces usinées traditionnellement par des pièces additives, les avantages logistiques commencent à l’emporter sur le risque d’une nouvelle méthode de fabrication. Les récentes avancées permettant d’augmenter la vitesse d’impression, et donc de réduire les coûts, ont ouvert la voie à de nombreuses nouvelles applications, mais la sélection des matériaux et le manque de données ont freiné l’adoption.

A piece made with Elementum 3D’s nickel superalloy (photo credits: Elementum 3D)

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

La fabrication additive est sur le point de connaître une croissance exponentielle et nous aurons besoin de matériaux de haute qualité ainsi que de plus d’options pour continuer à faire avancer l’industrie. L’impression 3D a remplacé les autres modes de fabrication dans plusieurs applications et les entreprises qui n’envisagent pas l’impression aujourd’hui sont déjà en retard sur la courbe. Pour en savoir plus sur Elementum 3D, cliquez ICI.

Connaissiez-vous l’entreprise Elementum 3D ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

*Crédits photo de couverture : Elementum 3D