#Startup3D : FUGO Precision 3D développe un système de FA centrifuge capable d’imprimer, de laver et de durcir dans une même chambre

Imaginez une imprimante 3D capable de gérer l’intégralité du cycle de vie d’une pièce – de la résine liquide au produit entièrement durci – sans aucune intervention humaine. C’est la promesse de FUGO Precision 3D. Basée en Californie, la société FUGO a mis au point une avancée majeure dans ce domaine : un système de photopolymérisation centrifuge en cuve qui remplace les processus en plusieurs étapes utilisés jusqu’à présent. En faisant tourner la chambre de fabrication à 3 000 tr/min, la machine utilise la force centrifuge pour garantir une répartition parfaitement homogène de la résine et une finition sans lignes de couches visibles. Cette approche rationalisée offre un volume d’impression considérable et une qualité de surface supérieure, tout en supprimant le besoin d’un travail manuel fastidieux. Pour comprendre comment ce système tout-en-un réduit les délais de production, nous avons discuté avec Alexander Meseonznik, cofondateur et CEO.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et votre lien avec l’impression 3D ?

Je m’appelle Alexander Meseonznik, cofondateur et CEO de FUGO Precision 3D. Au cours des trente dernières années, j’ai axé ma carrière sur l’identification d’entreprises prometteuses et sur l’accompagnement de leur développement. J’ai eu la chance de cofonder et de diriger cinq entreprises qui ont connu des sorties réussies dans divers secteurs, ce qui m’a permis d’acquérir une expertise dans les systèmes opérationnels et stratégiques qui transforment des concepts naissants en entreprises florissantes.

Mon parcours dans l’impression 3D a commencé lorsque j’ai fait la connaissance d’Alexandr « Sasha » Shkolnik, notre directeur technique. Sasha est un inventeur qui compte plus de trente ans d’expérience dans la fabrication additive et l’ingénierie des procédés. Lors de notre première rencontre, Sasha m’a fait part de sa vision d’une approche totalement novatrice de la fabrication additive, que personne d’autre n’avait encore mise en œuvre. Il possédait le génie technique et le concept, mais avait besoin d’un partenaire capable de l’aider à transformer cette idée en une véritable entreprise. J’ai immédiatement reconnu l’extraordinaire potentiel de ce projet et je me suis engagé à faire de sa vision une réalité.

À partir de là, j’ai constitué toute l’équipe à partir de zéro, en réunissant des responsables des ventes, des finances, des opérations et de la R&D. Avec Sasha, nous avons développé la technologie, du concept au produit fini, qui est désormais prêt à être commercialisé.

3DN : Qu’est-ce qui a motivé la création de FUGO 3D, et quel problème cherchiez-vous à résoudre lors de la création de l’entreprise ?

Au fil des ans, le secteur de la fabrication additive a réalisé des progrès remarquables en matière de qualité d’impression et de vitesse. Mais voici ce qui frustrait Sasha : le flux de production global restait fondamentalement inefficace. Partout, les sites jonglaient avec plusieurs machines, faisant passer les pièces d’une imprimante à l’autre, puis aux stations de lavage et aux chambres de durcissement, consacrant ainsi des heures de travail des techniciens à des tâches qui alourdissaient les coûts sans apporter de valeur ajoutée.

Sasha ne souhaitait pas se contenter d’apporter des améliorations progressives aux systèmes existants. Il voulait repenser l’ensemble du processus en partant des principes fondamentaux. Sa question était simple mais ambitieuse : et si nous pouvions tout regrouper dans un seul système automatisé et éliminer complètement le post-traitement manuel ?

Cette ambition a donné naissance à notre approche centrifuge. Plutôt que de construire des pièces par couches horizontales comme toutes les autres imprimantes résine, nous utilisons la force centrifuge pour créer une gravité artificielle, permettant aux pièces de se former tout en étant entièrement immergées dans un matériau qui fait office de structure de support. Cela minimise les lignes de couches visibles et nous permet d’intégrer le lavage, le séchage et le durcissement dans le même cycle de la machine. Nous ne nous sommes pas lancés dans la construction d’une meilleure imprimante 3D mais dans la création d’une catégorie de fabrication entièrement nouvelle.

3DN : Pourriez-vous nous présenter le procédé d’impression 3D centrifuge et nous expliquer comment fonctionne l’écosystème FUGO 3D ?

Le processus commence avec notre logiciel F3D Studio. Les opérateurs téléchargent leurs fichiers de conception, et le logiciel se charge de l’agencement intelligent des pièces et de la génération des supports. Les paramètres de fabrication peuvent être configurés pour trouver le juste équilibre entre résistance, finition de surface et vitesse de production, en fonction des exigences de chaque application.

Une fois le cycle de fabrication lancé, la magie de la force centrifuge entre en action. Au lieu de durcir de fines tranches horizontales une à une, notre système forme les pièces sous forme d’anneaux concentriques tandis qu’elles restent immergées dans le matériau. La rotation centrifuge génère une gravité artificielle qui soutient la géométrie en cours de formation, ce qui signifie que le matériau lui-même fait office de structure de support. Cela permet d’obtenir des surfaces sans l’effet d’escalier que l’on observe dans l’impression 3D traditionnelle, et nous avons besoin de nettement moins de supports mécaniques que les approches conventionnelles.

C’est ce qui se passe ensuite qui nous distingue véritablement. Une fois l’impression terminée, la même machine élimine automatiquement l’excès de résine des pièces, élimine les résidus de solvant par séchage centrifuge, puis les durcit jusqu’à leur dureté finale. Un opérateur charge la plate-forme de fabrication, s’en va, et revient pour récupérer des pièces finies prêtes à l’emploi. Pas de transfert entre les stations, pas de synchronisation des cycles de durcissement, pas de manipulation manuelle.

L’écosystème s’étend au-delà de la machine elle-même. F3D Homebase offre une surveillance centralisée pour les installations exploitant plusieurs unités, en suivant l’historique de production, la consommation de matériaux et l’état des équipements en temps réel. Pour les opérations à haut volume, cette visibilité est essentielle pour maintenir un rendement constant.

3DN : Y a-t-il une phase d’apprentissage pour utiliser cette machine en raison de la force centrifuge ? En quoi diffère-t-elle des autres procédés d’impression 3D à base de résine, et quels sont ses avantages ?

Nous avons conçu le modèle A pour qu’il soit simple à utiliser pour toute personne familiarisée avec la fabrication additive. Le logiciel F3D Studio gère en arrière-plan la complexité de la dynamique centrifuge. Les opérateurs n’ont pas besoin d’un diplôme en physique ; ils doivent simplement connaître leurs pièces et leurs exigences de production. L’interface s’occupe du reste.

Ce qui distingue véritablement notre technologie, c’est que les pièces sont imprimées en s’appuyant sur les forces gravitationnelles tout en étant entièrement immergées dans le matériau, qui fait office de supports d’impression. Mais le principal avantage réside dans le fait que nous n’utilisons aucun moyen mécanique pour appliquer de nouvelles couches. Nous créons une gravité artificielle grâce aux forces centrifuges, générant jusqu’à 2 000 G, contre 1 G sur Terre. Cela nous permet de créer des couches extrêmement fines et précises, tout simplement impossibles à obtenir avec les approches mécaniques conventionnelles.

La méthode de formation concentrique produit une qualité de surface supérieure avec un effet d’escalier minimal. Nous obtenons une répétabilité dimensionnelle allant jusqu’à 30 microns, de manière constante. Notre volume d’impression permet des séries de production plus importantes, et le débit atteint des niveaux qui nécessiteraient plusieurs machines traditionnelles pour être égalés. Pour les laboratoires dentaires ou les fabricants de dispositifs médicaux où les marges comptent, cela se traduit directement par une meilleure rentabilité.

3DN : Le logiciel F3D Studio intègre une « génération intégrée de capillaires ». Pourriez-vous expliquer en quoi consiste cette fonctionnalité et pourquoi elle est indispensable pour la fabrication de « pièces critiques » ?

Lors de la fabrication de composants de précision destinés aux secteurs médical, dentaire ou aérospatial, la géométrie interne est tout aussi importante que la précision externe. La génération capillaire est une fonctionnalité logicielle qui crée automatiquement des canaux internes et des voies de drainage optimisés au sein des pièces.

Le système capillaire nous permet de résoudre l’un des principaux problèmes de l’impression SLA : ce que l’on appelle les « volumes piégés ». Il s’agit de zones d’une pièce où l’accès au matériau est restreint. Sur une imprimante classique, une lame effectue un mouvement de va-et-vient pour les combler. Notre imprimante ne comporte aucune pièce mécanique pour l’impression.

Nous créons à la place des trous capillaires extrêmement petits, d’environ 20 microns. Sur une imprimante classique, le matériau ne passerait jamais par une ouverture aussi petite. Mais à 2 000 G, le matériau n’a aucun mal à passer par un espace aussi étroit. Une fois que le matériau a traversé le capillaire, le laser le referme, de sorte que l’opérateur n’a rien à faire une fois le cycle terminé.

Au-delà du drainage, des structures internes intelligentes permettent d’optimiser le poids sans compromettre les performances mécaniques. Le boîtier d’une aide auditive doit être suffisamment léger pour offrir un confort tout au long de la journée. Un dispositif aérospatial doit réduire sa masse au minimum tout en conservant sa rigidité. Les outils de génération capillaire nous permettent d’atteindre ces deux objectifs de manière systématique.

Pour les applications où la précision est non négociable, qu’il s’agisse d’un guide chirurgical déterminant le placement d’un implant ou d’un composant destiné à un système de défense, ce niveau de contrôle sur l’architecture interne est essentiel. Nous l’avons intégré à notre flux de travail car les industries que nous servons ne peuvent se permettre des problèmes de qualité évitables.

3DN : Comment la fonction « Multi-Material Capability » fonctionne-t-elle concrètement ? Permet-elle d’imprimer des assemblages en une seule pièce composés de plusieurs matériaux liés entre eux, ou sert-elle principalement à imprimer des pièces distinctes de matériaux différents en un seul cycle ?

Notre système s’adapte à ces deux cas de figure, ce qui offre une grande flexibilité pour répondre à différents besoins de production. Le modèle A intègre une configuration à double réservoir qui permet de garder deux résines différentes chargées et prêtes à l’emploi simultanément.

L’impression multi-matériaux fonctionne comme suit : tout d’abord, l’imprimante construit la partie inférieure du modèle qui doit être réalisée en matériau A. Une fois que tous les éléments nécessitant le matériau A sont imprimés, le processus d’impression s’arrête et le matériau A inutilisé est pompé hors de la chambre d’impression pour être renvoyé vers le réservoir d’alimentation. Les modèles déjà imprimés sont ensuite lavés minutieusement, et ce processus se déroule automatiquement. Une fois le lavage terminé, le processus d’impression reprend tandis que le matériau B commence à remplir le tambour. Lorsqu’il atteint le niveau le plus bas où l’impression du matériau B commence, le système laser se met en marche. Cela garantit une excellente adhérence entre les matériaux. La pièce multi-matériaux est ensuite lavée, séchée et durcie au cours du même cycle automatisé pour obtenir un produit fini.

Nous pouvons également créer des pièces uniques intégrant plusieurs matériaux avec des interfaces collées. Cela ouvre la voie à des applications dans le domaine de la joaillerie, où différentes zones peuvent nécessiter des propriétés optiques distinctes, ou dans celui des appareils dentaires, où une rigidité variable au sein d’un même composant améliore les résultats cliniques.

Lorsque les besoins de production dépassent la capacité du double réservoir, le passage à une autre résine ne prend que quinze à vingt-cinq minutes pour un cycle de purge complet. Le système est compatible avec tous les matériaux photopolymères disponibles sur le marché, ce qui donne aux fabricants la liberté de choisir ce qui convient le mieux à leurs applications.

3DN : Quels ont été les principaux défis ou les enseignements tirés lors de la mise en place et de l’exploitation de FUGO 3D ?

Lorsqu’on présente une véritable innovation, le scepticisme est inévitable. Les professionnels du secteur ont déjà été confrontés à de nombreuses promesses exagérées dans le domaine de la fabrication additive. Leur dire que nous avons éliminé les lignes de couche et automatisé l’ensemble du post-traitement suscite des regards perplexes. Nous avons très vite compris qu’il ne suffisait pas d’expliquer : la démonstration est essentielle. C’est pourquoi notre prochaine participation au plus grand salon professionnel du secteur dentaire mettra en avant des cycles de production en direct. Les visiteurs pourront observer des cycles complets du début à la fin et constater exactement ce que cette technologie permet d’obtenir.

Les défis techniques étaient considérables. Atteindre la cohérence dimensionnelle requise pour les applications médicales et dentaires exige une précision dans chaque sous-système. Notre équipe, qui cumule des décennies d’expérience collective dans la fabrication additive, a passé des années à perfectionner la mécanique, les contrôles de processus et les algorithmes logiciels. Il n’y avait pas de raccourcis.

La plus grande leçon à retenir est peut-être que la transition d’un prototype fonctionnel à un produit commercial nécessite autant d’attention à l’infrastructure commerciale qu’à la technologie. Capacités de vente, systèmes financiers, opérations de service, relations au sein de la chaîne d’approvisionnement : ces éléments déterminent si une innovation parvient sur le marché ou reste bloquée au stade du développement. La mise en place de cette infrastructure a été ma priorité depuis que j’ai rejoint l’entreprise.

3DN : Quelles sont les principales priorités de FUGO 3D pour l’avenir ?

Notre priorité à court terme est de mettre notre technologie à la disposition de nos partenaires de production. Après avoir présenté le système lors du LMT Lab Day à Chicago en février dernier, nous allons déployer des machines en version bêta chez nos partenaires dans le courant de l’année. Les laboratoires dentaires et les sites de fabrication pourront ainsi évaluer les performances de cette technologie dans leur environnement de production réel.

Au-delà du secteur dentaire, nous voyons d’importantes opportunités dans le domaine de la santé auditive, où les embouts auriculaires sur mesure exigent la même précision et les mêmes avantages en termes de rendement. Les applications aérospatiales et de défense apprécient notre capacité à produire des outillages, des montages et des composants avec un minimum de main-d’œuvre. Les fabricants de dispositifs médicaux ont besoin de la cohérence et des capacités de documentation offertes par notre plateforme. Chacun de ces secteurs verticaux représente un potentiel de marché considérable.

À plus long terme, notre équipe d’ingénieurs continue de faire évoluer la plateforme. Nous détenons plusieurs brevets et d’autres demandes sont en cours. La feuille de route prévoit une capacité de production accrue, une compatibilité matérielle élargie et des capacités de gestion de flotte améliorées. Notre objectif est de conserver notre leadership technologique tout en augmentant la production pour répondre à la demande sur les marchés mondiaux.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

La fabrication additive promet depuis longtemps de révolutionner la production, mais la fragmentation des processus et les étapes de post-traitement très exigeantes en main-d’œuvre ont jusqu’à présent limité ce potentiel. Nous avons développé FUGO pour enfin tenir cette promesse : des pièces véritablement prêtes pour la production, issues d’un seul système automatisé. Pour plus d’informations, rendez-vous sur notre site web.

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*Crédits de toutes les photos : FUGO Precision 3D