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Nanofabrica présente les bénéfices et les applications de la micro-impression 3D

Publié le 22 février 2021 par Philippe G.

L’un des principaux avantages de la fabrication additive réside dans sa capacité à créer des objets personnalisés, quelque soit la taille souhaitée. L’impression 3D à échelle microscopique permet de créer des structures uniques et miniatures, à l’échelle du micromètre ou encore plus petit. Elle est désormais utilisée pour une vaste série de produits, notamment en ce qui concerne les appareils électroniques, médicaux ou même aérospatiaux. De plus, la technologie permet de réduire les coûts de production et de créer des pièces impossibles à réaliser avec les méthodes traditionnelles. Nanofabrica est l’une des entreprises leaders dans le secteur de l’impression 3D à micro-échelle. Nous avons discuté avec Avi Cohen pour mieux comprendre leur technologie, et découvrir les avantages et applications de la micro impression 3D dans diverses industries.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et expliquer votre lien avec la fabrication additive ? 

Je m’appelle Avi Cohen, et j’ai récemment commencé à travailler avec Nanofabrica en tant qu’EVP des ventes mondiales. J’ai commencé ma carrière en occupant des postes de vente, de marketing et de gestion de haut niveau dans diverses entreprises biomédicales. J’ai plus de 20 ans d’expérience dans le secteur de la fabrication additive, j’ai rejoint Stratasys (anciennement Objet) en 1999. Travaillant à l’avant-garde de la révolution de la fabrication numérique, j’ai une connaissance intime de la communauté internationale de l’impression 3D et de ses liens.

Avi Cohen avec l’imprimante 3D TERA 250 (crédits photo : Nanofabrica)

3DN : Qu’en est-il de Nanofabrica ? Quels sont les objectifs de l’entreprise et comment l’aventure a commencé ?

Nanofabrica a été créée en 2016, et dès le départ, sa mission était de développer un procédé de fabrication additive pour la microfabrication, plus précisément pour les fabricants qui cherchent à créer des micro-pièces avec des caractéristiques et des tolérances au micron près, ou des pièces plus grandes dont les zones doivent aussi atteindre des tolérances au micron près et des détails fins.

L’entreprise a reconnu deux tendances qui étaient en jeu. Il y avait l’intérêt énorme et croissant pour l’utilisation de la fabrication additive pour des applications de production – motivé par des considérations de coût et de délai de mise sur le marché, la capacité de produire des pièces d’une complexité géométrique jusqu’alors impossible, la possibilité de produire des séries de plus petit volume de manière économique, et la capacité de personnaliser en masse. Et aussi l’intérêt pour la miniaturisation des pièces et des composants pour plusieurs raisons, comme la fabrication de dispositifs médicaux peu invasifs (qui n’altèrent pas ou peu l’organisme humain), la recherche de légèreté dans des secteurs tels que l’automobile et l’aérospatiale, et la réduction de la taille pour un nombre croissant d’applications micro-électroniques et d’applications portables/intelligentes.

3DN : Pourriez-vous nous en dire plus sur la Tera 250 ainsi que sur la technologie de résolution au niveau microscopique de Nanofabrica ?

La Tera 250 est basée sur la technologie DLP, mais pour atteindre des niveaux de micro-résolution, la Tera 250 combine le Micro DLP avec l’utilisation d’une optique adaptative intelligente. Cet outil, associé à un ensemble de capteurs, permet d’obtenir une boucle de rétroaction fermée. C’est l’élément central qui permet à la Tera 250 d’atteindre une très haute précision tout en restant une solution de fabrication rentable. C’est la première fois que l’optique intelligente adaptative est appliquée à une technologie de fabrication additive.  Elle réussit à fabriquer des pièces à une vitesse et à un coût par pièce qui la rendent viable d’un point de vue commercial. Le tout, en permettant la fabrication à grande échelle de dizaines de milliers de pièces. Cela est dû aux avancées dans les domaines des logiciels et matériaux.

Nanofabrica's TERA 250 can be used for microscale 3D printing

La TERA 250 (crédits photo : Nanofabrica)

L’aspect le plus unique de cette technologie réside dans son nom. Le système d’impression 3D de Nanofabrica comporte 250 voxels de téra dans le volume de construction de l’imprimante, d’où le nom de Tera 250. 250 voxels tera signifie en gros 250 trillions (250 fois dix puissance douze) de voxels dans la zone de construction de l’imprimante. Il n’existe aucune autre machine ayant une telle capacité de voxels, et grâce à cela, la Tera 250 a la capacité d’appliquer autant de données sur une pièce, ce qui permet d’obtenir une précision de l’ordre du micron. En outre, notre capacité de voxel signifie que nous pouvons traiter un grand nombre de pièces d’utilisation finale en un seul volume de production.

3DN : Quels sont les challenges et avantages liés à l’impression 3D à micro-échelle ? 

L’un des défis est que les clients sont, à juste titre, plus exigeants de nos jours. Les entreprises doivent comprendre que l’utilisation de la fabrication additive comme technologie alternative ou complémentaire aux procédés de fabrication conventionnels leur sera bénéfique.

Quant aux avantages, ils sont nombreux en ce qui concerne la recherche d’un moyen de production innovant, rentable et rapide de micro-pièces et de composants. Le fait que la fabrication additive permette de concevoir des pièces complexes aux géométries uniques est peut-être le plus intéressant. C’est pourquoi le système Tera 250 est une technologie habilitante, et un véritable stimulateur d’innovation, rendant possible la fabrication de pièces et de caractéristiques jusqu’alors impossibles.

Microscale 3D printing

Nanofabrica est reconnu pour sa technologie de micro-résolution  (crédits photo : Nanofabrica)

De plus, la fabrication additive ne nécessite aucun coût d’installation. L’outillage requis pour les processus de fabrication traditionnels a non seulement un impact négatif sur le délai de mise sur le marché, mais rend également ces méthodes non rentables pour les petites ou moyennes séries de production. Avec les technologies de l’impression 3D, les petites et moyennes séries sont rentables, et pourraient même être considérées comme le point d’attraction de la technologie.

Ajoutez à cela que la fabrication additive permet de personnaliser les pièces et offre la possibilité d’utiliser la même plateforme de fabrication pour le prototypage, les petites séries et la fabrication en masse. Vous commencez à voir la myriade de possibilités qui existent désormais pour les micro-fabricants.

3DN : Avez-vous des exemples de pièces qui ne peuvent être fabriquées qu’avec la micro-impression ?

Nous avons d’innombrables exemples de produits qu’il est impossible ou peu rentable de fabriquer par des méthodes de fabrication conventionnelles, mais que nous pouvons fabriquer avec la Tera 250. Jetez par exemple un coup d’œil à ce connecteur de taille micro. Utilisé dans des applications électroniques précises, il s’agit d’un composant difficile à produire, de par sa taille extrêmement petite, une géométrie et des caractéristiques internes complexes (très difficiles à réaliser par les technologies de moulage traditionnelles). Les caractéristiques internes très complexes du connecteur nécessiteraient un outillage en acier extrêmement coûteux et long. Comme l’outillage n’est pas nécessaire en utilisant la fabrication additive, les pièces sont produites de manière rentable et en temps voulu.

microscale 3D printing

La micro-impression 3D est utilisée pour imprimer des pièces qui pourraient être trop coûteuses ou même impossibles à fabriquer avec les méthodes traditionnelles (crédits photo : Nanofabrica)

3DN : Quelles sont les applications les plus pertinentes de la technologie de Nanofabrica ? Que pensez-vous que lui réserve l’avenir ?

Il n’y a quasiment aucune limite, et les opportunités ne sont freinées que par l’imagination. Cependant, il existe des domaines dans lesquels une technologie de résolution à micro-niveau comme la nôtre peut évidemment avoir un impact énorme et modifier les processus de fabrication traditionnels. Nous avons identifié une série d’applications où la demande du marché est en plein essor, où la seule voie d’accès au marché est actuellement celle des méthodes de fabrication traditionnelles excessivement coûteuses ou restrictives, et où l’utilisation de la fabrication additive peut ouvrir des avancées significatives en termes de conception et de fonctionnalité. Par exemple, dans le domaine des dispositifs médicaux, de l’industrie des semi-conducteurs (outils, gabarits, supports), de la micro-électronique, des MEMS, de la microfluidique et des sciences de la vie. La microfluidique est un bon exemple de la façon dont une technologie de micro-amélioration peut surpasser les méthodes de fabrication traditionnelles. Les canaux microfluidiques sont utilisés pour déplacer des volumes incroyablement petits de liquide, et beaucoup d’entre eux incorporent des composants fonctionnels tels que des filtres et des pompes. Les procédés de fabrication traditionnels tels que le micro-moulage limitent considérablement la liberté de conception de ces canaux microfluidiques, et il est presque impossible d’y fabriquer des sous-structures fonctionnelles à l’aide de ces procédés.

3DN: Un dernier mot pour nos lecteurs ?

Nous vivons une époque passionnante pour l’industrie et pour Nanofabrica. La plupart des industries analysent actuellement les moyens d’incorporer la fabrication additive comme un processus qui optimise la fabrication, et beaucoup d’autres cherchent des moyens de miniaturiser les pièces et les composants. Nanofabrica se situe à la confluence de ces deux tendances.

nanofabrica

Nanofabrica peut imprimer des pièces complexes plus petites qu’un penny (photo credits: Nanofabrica)

Comme je l’ai dit plus tôt, la seule restriction aux possibilités qui existent est notre imagination. C’est dans cet esprit que nous travaillons avec nos clients et que nous nous associons avec eux pour évaluer comment la Tera 250 pourrait les aider dans leurs efforts de fabrication. Nous encourageons donc la conversation et, ensemble, nous pourrons peut-être stimuler la fabrication de solutions innovantes et rentables dans l’ensemble de l’industrie. Vous pouvez en savoir plus sur Nanofabrica ICI.

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