#Startup3D : Scrap Labs réduit l’impression 3D métal au format de bureau

Les imprimantes 3D métal utilisant la fusion laser sur lit de poudre (LPBF) coûtent généralement plus de 100 000 dollars et nécessitent une pièce entière. Une chambre de fabrication étanche, une optique de précision et un laser puissant contribuent à augmenter l’encombrement et le coût. La startup américaine Scrap Labs entend changer la donne avec la Scrap 1, une imprimante LPBF de bureau fabriquée presque entièrement à partir de pièces imprimées par dépôt de matière fondue (FDM), dont les kits « Founder » sont proposés à partir de 9 600 dollars.

L’entreprise a été fondée par Matt Woods, ancien collaborateur de SpaceX et de Xact Metal. Basée à Boulder, dans le Colorado, Scrap Labs vise une configuration incluant un laser de 200 W, un volume d’impression de 100 mm et la production de pièces en acier inoxydable 316L. Le lancement de la production est prévu pour juin 2027, dans un premier temps aux États-Unis. Nous nous sommes entretenus avec le fondateur pour comprendre comment l’on construit une imprimante métal à partir de polymères, comment il compte réduire le prix d’un ordre de grandeur supplémentaire et quels sont les utilisateurs ciblés.

3DN : Pourriez-vous vous présenter et parler de votre lien avec la fabrication additive ?

Je m’appelle Matt Woods. J’ai découvert la fabrication additive au lycée, vers 2008, lors d’un cours d’éducation technologique qui nous a donné l’occasion de manipuler une imprimante Stratasys Dimension. Je ne m’y suis vraiment plongé qu’au cours de ma première année d’université. Dans l’un des centres d’innovation de Penn State Berks, j’ai rencontré quelqu’un qui construisait une RepRap Prusa Mendel, et j’ai été fasciné par le fait qu’il était possible de fabriquer sa propre imprimante 3D. Cet été-là, j’ai acheté un kit de Prusa Mendel V2 ; j’ai passé toutes mes vacances à l’assembler pour en comprendre le fonctionnement, et je me suis pleinement investi dans l’univers de l’impression 3D open source.

Je l’utilisais pour fabriquer des drones sur mesure et toutes sortes de prototypes. Ce qui me passionnait, c’était de pouvoir concevoir une idée dans ma tête et de la tenir entre mes mains quelques heures plus tard. Enfant, je rêvais d’une telle technologie, mais je devais généralement me contenter de ruban adhésif et de colle chaude.

Je me suis rapidement fait connaître comme « le spécialiste de l’impression 3D ». Au sein des clubs que j’ai rejoints à Penn State, notamment l’équipe Lunar Lion en lice pour le Google Lunar XPRIZE, j’ai été chargé d’imprimer en 3D les propulseurs de notre système de contrôle d’attitude (RCS). Cette mission m’a permis d’acquérir une expérience pratique sur une machine EOS M 280 au CIMP-3D, le laboratoire d’impression 3D métal de l’université. Elle m’a également aidé à décrocher un stage au sein de l’équipe de fabrication additive de SpaceX, où j’ai travaillé sur l’impression 3D métal de moteurs-fusées tels que le SuperDraco et le Raptor. Cette expérience m’a apporté les connaissances et la confiance nécessaires pour commencer à construire mes propres imprimantes 3D métal durant ma dernière année à Penn State. Depuis, j’ai fondé trois entreprises, toutes axées sur le dépassement des limites de la fabrication additive métallique.

Moteurs Raptor 1, Raptor 2 et Raptor 3 de SpaceX. Matt Woods a travaillé sur l’impression 3D métal pour le moteur Raptor lors de son stage au sein de l’équipe de fabrication additive de SpaceX. (crédits photo : SpaceX)

3DN : Pourquoi avez-vous créé Scrap Labs ?

Scrap Labs concrétise une vision que je porte depuis plus de dix ans : l’impression 3D métal de bureau abordable. J’ai d’abord poursuivi cet objectif avec ma première entreprise, X Material Processing, devenue par la suite Xact Metal. Xact Metal a marqué une étape importante vers la réalisation de cette vision. À l’époque, le mieux que nous pouvions proposer était une imprimante 3D métal au prix d’environ 100 000 dollars. Ce n’est pas aussi abordable que nous l’aurions tous souhaité, mais c’était déjà nettement moins cher qu’un système EOS ou équivalent.

J’ai finalement quitté Xact Metal parce que je voulais continuer à innover et à repousser les limites, ce qui devient plus difficile au sein d’une entreprise plus mature comptant de nombreuses parties prenantes.

3DN : Pourriez-vous nous en dire plus sur la Scrap 1 et la technologie derrière ?

La Scrap 1 est un nouveau type de système de fusion laser sur lit de poudre (LPBF). À notre connaissance, nous sommes les premiers à avoir suffisamment simplifié un système LPBF pour qu’il tienne entièrement sur un bureau. Nous avons remis en question toutes les idées reçues sur la conception et la fabrication des équipements d’impression 3D métal, sans rien laisser d’intact. En s’affranchissant de ces conventions pour reconstruire le système à partir de principes fondamentaux, on aboutit à une solution inédite.

L’un des résultats notables est que nous recourons à la fabrication additive pour produire la Scrap 1 elle-même. La technologie FDM a considérablement évolué ces dernières années ; elle constitue désormais la méthode de production principale pour la quasi-totalité des pièces mécaniques de la machine. Cela nous offre une immense liberté de conception : géométries internes, assemblages intégrés et systèmes de refroidissement complexes. Cette approche permet également d’atteindre un niveau d’efficacité et d’optimisation de l’espace très difficile à obtenir avec des procédés tels que la tôlerie, le moulage par injection, la fonderie ou l’usinage CNC. Enfin, elle nous confère rapidité, agilité et un haut degré d’intégration verticale.

Au cœur de la Scrap 1 se trouve un laser à l’état solide couplé par fibre optique, dirigé par un portique de précision à haute vitesse. Nous tirons également parti des améliorations du contrôle de mouvement rendues possibles par des micrologiciels open source tels que Klipper. L’ensemble constitue une plateforme d’impression 3D métal très efficace et performante, capable de tenir sur un bureau ou un établi.

3DN : L’impression 3D métal a longtemps été synonyme de systèmes industriels à plus de 100 000 dollars. Comment avez-vous réussi à réduire les coûts de manière aussi significative ?

C’est en fait la deuxième fois que nous procédons ainsi. En 2017, mon équipe et moi avons lancé le système LPBF XM200 au prix d’environ 100 000 dollars, alors que la plupart des imprimantes 3D métal coûtaient près de 1 million de dollars. Nous y sommes parvenus en remettant rigoureusement en question le niveau d’ingénierie réellement nécessaire pour une imprimante 3D métal industrielle et en éliminant la suringénierie qui fait grimper les coûts. Nous avons identifié quelques leviers clés permettant de réaliser d’importantes économies, ce qui a réduit le prix d’environ un ordre de grandeur. Scrap Labs applique cette même rigueur d’ingénierie pour baisser le prix. Le nom de l’entreprise n’a pas été choisi au hasard : nous sommes incroyablement débrouillards et nous agissons différemment.

Une grande partie de la réponse réside dans l’utilisation de la fabrication additive pour construire la machine, ce qui simplifie considérablement l’assemblage. Même un équipement aussi compact et performant que la XM200 comporte des milliers de pièces — fixations, joints, garnitures d’étanchéité, colliers de serrage et dispositifs de maintien, sans compter la main-d’œuvre nécessaire pour les assembler.

Un canard de bain de style Voronoï imprimé en acier inoxydable 316L sur un prototype de la Scrap 1. Conception par roman_hegglin, via Printables. (crédits photo : Scrap Labs)

Bon nombre de nos choix de conception ont été faits délibérément pour tirer pleinement parti du procédé additif. Prenons l’exemple des canaux internes : notre système de ventilation affiche le taux de fuite le plus bas que j’aie jamais observé sur une imprimante 3D métal, car il présente très peu de points de fuite, et aucun ne dépend d’un assemblage manuel dans les zones les plus critiques. Par ailleurs, comme nos machines FDM exécutent systématiquement le même programme, elles produisent des pièces identiques en série, avec une régularité que le travail humain ne peut tout simplement pas égaler.

L’autre facteur majeur est l’évolution des lasers. Lorsque j’ai commencé à fabriquer des imprimantes 3D métal en 2015, les lasers à diode n’offraient pas la qualité de faisceau requise ; chez Xact Metal, nous utilisions donc des lasers à fibre, qui étaient efficaces mais coûteux. J’ai toutefois suivi de près les lasers à diode, et ils ont considérablement progressé.

Enfin, nous fonctionnons avec une équipe très restreinte. Entièrement autofinancés et soutenus par le financement participatif, nous dépensons chaque dollar de manière réfléchie. Avant tout, nous éliminons le superflu. Nous identifions ce qui est essentiel, ainsi que ce qui est critique pour la sécurité et la performance, et nous ne lésinons pas sur les moyens dans ces domaines. Partout ailleurs, nous réduisons les coûts sans relâche.

3DN : Quels défis avez-vous rencontrés depuis le lancement de Scrap Labs ?

Au début, le défi consistait simplement à prouver qu’un projet aussi ambitieux pouvait voir le jour et à ramener le coût de la nomenclature à un niveau rendant l’imprimante attrayante pour les particuliers.

Viennent ensuite les défis techniques. L’un des plus importants réside dans les matériaux : alors que les machines fabriquant des pièces en polymère sont généralement constituées de métal, nous construisons une machine avec des polymères conçue pour faire fondre du métal. Réussir à imprimer les pièces, à assurer leur étanchéité et à optimiser la conception thermique a nécessité un effort considérable.

Le dernier élément majeur concernait l’optique : il s’agissait de trouver une source laser capable de produire un point focal suffisamment petit pour fondre le métal avec une grande précision, tout en résistant à une application aussi exigeante sans griller. Nous avons eu la chance de pouvoir compter sur d’excellents experts pour nous aider à résoudre ces problèmes.

Réaliser tout cela avec un budget limité constitue un défi en soi. Nous avons vu de nombreuses entreprises lever des sommes colossales, atteindre le statut de « Unicorn », puis disparaître. Nous voulons nous inscrire dans la durée et développer des technologies qui créent une valeur pérenne, plutôt que de simples présentations survendues.

Le domaine qui s’est avéré plus facile que prévu est le marketing. Le public attendait l’arrivée d’un tel produit ; nous pouvons donc nous concentrer sur l’exécution.

3DN : Pour qui concevez-vous la Scrap 1, et quel type d’applications prévoyez-vous ?

Nous la concevons pour les ingénieurs, les makers, les designers et toute personne souhaitant fabriquer des composants métalliques complexes à partir de matériaux de qualité industrielle, et ce, depuis pratiquement n’importe quel espace. Imaginez un passionné de fuséologie amateur qui souhaite construire, tester et itérer dans son garage, sans avoir à confier ses conceptions les plus précieuses à un prestataire externe ni à attendre des semaines pour recevoir ses pièces.

La confidentialité me tient particulièrement à cœur. L’impression en interne garantit que vos créations ne quittent jamais vos mains.

Nous percevons également un fort potentiel chez les outilleurs et les moulistes, ceux qui fabriquent les équipements servant à produire d’autres objets : dispositifs de maintien, effecteurs de bras robotisés, voire d’autres imprimantes 3D.

Matt Woods (à droite), fondateur de Scrap Labs, avec Joel Telling de 3D Printing Nerd au Rocky Mountain RepRap Festival (RMRRF) en 2025. (crédits photo : Scrap Labs)

Cela concerne également l’éducation et la recherche. Tous les makerspaces ou établissements scolaires n’ont pas les moyens d’acquérir une imprimante 3D métal à six chiffres ; or, les universités et les laboratoires de recherche pourraient l’utiliser pour repousser les limites en matière de matériaux et de procédés de fabrication.

Avant tout, la Scrap 1 s’adresse à l’innovateur individuel qui souhaite voir ses idées se concrétiser rapidement sous forme de pièces en métal à pleine densité. Obtenir des pièces en quelques heures, plutôt qu’en quelques jours ou semaines, constitue un atout considérable.

Quant aux applications : automobile, robotique, drones et modèles réduits radiocommandés, bijouterie, prototypage, outillage, et bien d’autres. Je pense que les organismes de défense seraient également intéressés par des machines qui ne nécessitent pas un conteneur d’expédition entier pour une seule imprimante. Imaginez 20 ou 30 machines dans un unique conteneur : cela pourrait s’avérer extrêmement puissant pour la fabrication déployable.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

N’hésitez pas à faire preuve d’audace et de débrouillardise. Vous pouvez tout simplement fabriquer des objets. Posséder un cerveau et des mains capables de faire cela est un don incroyable. Ne le gâchez pas.

Pour en savoir plus sur Scrap Labs, vous pouvez consulter leur site web ICI.

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*Crédits photo de couverture : Scrap Labs