#Startup3D : Inkbit et sa plate-forme d’impression 3D intelligente

Inkbit est une startup directement issue du MIT qui a pour objectif de surmonter les contraintes traditionnelles de l’impression 3D en donnant à ses machines  des « yeux » et un « cerveau ». L’imprimante 3D industrielle développée par Inkbit est une machine multi-matériaux capable d’imprimer des matériaux extrêmement flexibles avec une grande précision. Elle utilise la vision par ordinateur et l’intelligence artificielle pour relever certains défis d’impression, en particulier lors de l’utilisation de matériaux similaires à du caoutchouc, tels que le silicone, ou à des matériaux à haute température tels que l’époxy. Le système numérise chaque couche en cours d’impression et corrige lui-même les erreurs en temps réel tout en utilisant ces informations pour prédire le comportement des matériaux par la suite. Nous avons rencontré Davide Marini, co-fondateur et PDG d’Inkbit, pour en savoir plus sur la technologie et les activités de la startup.

3DN : Pouvez-vous vous présenter et nous dire comment l’idée de Inkbit est née ?

Je m’appelle Davide Marini et je suis le co-fondateur et PDG d’Inkbit. Je suis originaire d’Italie et je suis venu aux États-Unis pour poursuivre mon doctorat en génie mécanique. J’ai découvert ma vocation d’entrepreneur après avoir travaillé pendant plusieurs années en tant que scientifique au Children’s Hospital de Boston, après quoi j’ai fondé la société Firefly BioWorks dans le domaine des sciences de la vie. Il est intéressant de noter que la technologie de Firefly s’appuyait sur le passage d’une lumière UV à travers un masque pour polymériser des monomères dans un canal micro-fluidique afin d’obtenir des microparticules codées individuellement et bio-fonctionnelles. Il s’agissait en fait d’une impression 3D à petite échelle, même si à l’époque je ne voyais pas cela de cette façon. 

Davide Marini, co-fondateur et PDF de Inkbit

Après avoir vendu Firefly, j’ai exploré un certain nombre de technologies passionnantes développées dans divers laboratoires universitaires, à la recherche de ma prochaine aventure. J’ai rencontré les inventeurs de la technologie Inkbit lors d’un événement organisé par le MIT Deshpande Center for Technological Innovation, où ils exposaient leur prototype d’imprimante. L’équipe était basée au laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL) et était dirigée par le professeur Wojciech Matusik, pionnier dans le domaine émergent de la fabrication informatique. À ce moment-là, je connaissais très peu l’impression 3D, mais ce qui m’a frappé immédiatement dans la description de la technologie faite par Javier Ramos, c’était l’élégance de cette idée. Il me semblait naturel qu’une imprimante 3D puisse réagir et s’auto-corriger en temps réel, lors de l’impression. 

Au cours des mois suivants, j’ai souvent rencontré les inventeurs de la technologie et j’ai progressivement pris conscience de son énorme potentiel. Ils m’ont finalement invité à diriger la commercialisation de leur technologie. Nous avons commencé nos activités à l’été 2017 et nous avons nommé la société Inkbit afin de souligner la combinaison des encres physiques et des bits numériques.

Aujourd’hui, les ingénieurs utilisent couramment des imprimantes 3D à jet de matière pour la fabrication de prototypes, mais ils ne peuvent pas fabriquer les pièces finales avec la technologie en raison de choix de matériaux limités. De nombreux matériaux analogues au caoutchouc, tels que le silicone, et les matériaux à haute température tels que l’époxy, sont difficiles à imprimer en 3D en raison d’une répartition inégale, du retrait, du gauchissement et des défaillances de l’imprimante.  Chez Inkbit, nous dotons les imprimantes 3D d’yeux et d’un cerveau pour relever ces défis. Notre machine est la première à pouvoir apprendre les propriétés d’un matériau spécifique et à prédire son comportement.

L’imprimante 3D de Inkbit

3DN : Pouvez-vous nous expliquer comment fonctionne la technologie d’impression 3D avec vision et intelligence artificielles et quels sont ses avantages par rapport à d’autres technologies ?

Notre système de fabrication additive est le premier à utiliser la vision artificielle et l’intelligence artificielle (IA) pour fournir une plate-forme de projection multi-matériaux avec la rapidité, la précision et les matériaux requis par les applications industrielles les plus exigeantes. La clé de notre processus réside dans l’élimination de l’aplatissement mécanique de chaque couche, comme dans les imprimantes à jet de matière d’aujourd’hui. L’aplatissement mécanique présente certains inconvénients majeurs : il limite les types de matériaux pouvant être imprimés, nuit à l’exactitude et à la précision du processus et gaspille environ 30% de matériau.

Au lieu d’aplatir physiquement chaque couche, notre système utilise un système sophistiqué de numérisation 3D qui génère une carte topographique de chaque couche après le dépôt. Tout écart par rapport à la géométrie attendue est corrigé en accordant à nouveau les couches suivantes. Ces données sont également utilisées pour former un algorithme d’apprentissage machine qui permet à notre imprimante d’apprendre les propriétés de chaque matériau et d’anticiper son comportement. Cela garantit que les pièces sont imprimées rapidement et avec précision à chaque fois. La numérisation par couche nous permet également de générer une reconstruction 3D complète de chaque structure telle qu’elle est imprimée, en fournissant un enregistrement numérique complet de chaque impression et en garantissant un contrôle de qualité à 100% sur chaque pièce.

Nous avons choisi le jet de matière pour notre plate-forme car c’est une technologie multi-matériaux, évolutive, modulaire et déjà éprouvé à l’échelle industrielle dans les secteurs du graphisme, de la céramique et du textile. Notre impression adaptative sans contact permet également l’utilisation de nouveaux matériaux capables de répondre aux exigences de performance les plus exigeantes. Par exemple, nous pouvons développer des matériaux pour répondre à une grande variété de besoins des clients, comme des élastomères s’étirant à plus de 800% ou des résines fortes capables de résister à 170 ° C. Notre imprimante 3D multi-matériaux peut fabriquer de manière fiable des séries de pièces finales précises et de haute précision.

3DN : Comment incorporez-vous votre technologie dans une imprimante 3D ?  D’autres entreprises pourraient-elles tirer profit de ce développement ?

Nous avons longtemps travaillé à développer un scanner de tomographie par cohérence optique (OCT) exclusif et à la pointe de la technologie, qui constitue le principal système de vision de notre technologie.

Il utilise la lumière avec une longueur d’onde prolongée pour voir à travers la surface des matériaux et numériser chaque couche d’une pièce au niveau du voxel, avec une commande de rétroaction en boucle fermée en temps réel. Ce système agit comme les « yeux » de notre imprimante et permet des corrections en temps réel. Il constitue la base de la construction d’une couche supplémentaire d’intelligence artificielle, le « cerveau » de l’imprimante, qui permet à la machine d’anticiper le comportement de matériaux difficiles.

En principe, il est possible de connecter notre système sur d’autres architectures. Les fabricants d’imprimantes 3D métal ont également manifesté un vif intérêt pour l’utilisation de notre système dans leurs machines. Cependant, l’intégration de notre système dans une imprimante nécessite un accès à l’ensemble des logiciels qui contrôle la machine et une réécriture importante de ceux-ci. Ce n’est pas un simple composant plug-and-play.

3DN : À l’heure actuelle, qui sont vos principaux clients et dans quel secteur vous concentrez-vous ?

Inkbit a commencé à travailler avec des clients mondiaux de premier plan, tels que Johnson & Johnson afin de développer un premier ensemble d’applications dans le domaine médical. Nous sommes également très intéressés par les sciences de la vie, compte tenu de mon expérience, ainsi que par les applications de la robotique et de la prothèse.

3DN : Selon vous, quelle est l’importance de l’IA et de l’apprentissage automatique dans la fabrication additive ?

L’utilisation de la vision par ordinateur est déjà bien établie dans la fabrication traditionnelle. Je pense que cela deviendra également un aspect essentiel de la fabrication additive. Je suis également particulièrement enthousiasmé par l’utilisation de l’IA dans la fabrication, car certains des processus impliqués, tels que l’impression 3D multi-matériaux, peuvent rapidement devenir difficiles à maîtriser par simulation. Ensemble, la vision par ordinateur et l’intelligence artificielle permettront à l’impression 3D d’être largement adoptée pour la production et pas seulement pour le prototypage.

3DN : Quels sont les futurs projets d’Inkbit ?

Nous aurons des nouvelles passionnantes à partager dans un avenir très proche. Continuez à suivre Inkbit ! Retrouvez plus d’informations sur notre site et dans la vidéo ci-dessous :

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