Contes d'outils

Au cours des 30 dernières années, l’industrie de l’impression 3D a apporté innovation après innovation. Stéréolithographie (SLA), modélisation par dépôt fondu (FDM), frittage sélectif laser (SLS) et frittage laser direct de métaux (DMLS). Ce ne sont là que quelques-unes des technologies qui ont changé la façon dont nous concevons, produisons et achetons des pièces, conférant à leurs inventeurs une place particulière dans les annales de l’histoire de la fabrication additive (FA).

En voici un autre. Heureusement, il n’existe pas d’acronyme accrocheur à apprendre et à retenir. À première vue, cette nouvelle technologie de fabrication additive ne semble pas très différente de certaines des autres méthodes d'impression 3D apparues au cours de la dernière décennie, mais ce nouveau venu en matière de fabrication additive présente plusieurs avantages distincts par rapport à son concurrent le plus proche.

Steve Connor et Ted Sorom, lauréats du AM Startup Technology Award, co-fondateurs, Mantle Inc.

Il s'appelle TrueShape et promet de faire à la fabrication d'outils ce que le fondateur de 3D Systems Inc., Chuck Hull, a fait au prototypage en 1984, lorsqu'il a déposé un brevet pour son « Appareil de production d'objets tridimensionnels par stéréolithographie », puis a présenté le première imprimante 3D commerciale, la SLA-1, quelques années plus tard.

Ted Sorom et Steve Connor se sont engagés dans une voie similaire. Les deux ont cofondé Mantle Inc., basée à San Francisco, en 2015, ont passé les cinq années suivantes à développer une solution hybride d'impression et d'usinage 3D et ont depuis déployé soit des pièces imprimées, soit des systèmes complets dans des dizaines d'entreprises d'outillage et d'entreprises partenaires ; parmi eux Nicolet Plastics ; Fabrication de brasse ; le fournisseur d'équipements de coupage plasma Hypertherm ; et plusieurs grands fournisseurs de dispositifs médicaux.

Ces fabricants, ainsi que de nombreux autres, auraient économisé des semaines, voire des mois, de leurs cycles de développement, produit des millions de pièces avec des inserts de moule et des empreintes imprimés TrueShape et réduit leurs coûts d'exploitation de 50 % ou plus, le tout sans sacrifier la qualité des pièces ni exiger changements de conception importants. « Le statu quo dans la fabrication de moules à injection plastique n'a pas changé depuis les années 70, lorsque l'EDM (usinage par décharge électrique) est devenu disponible dans le commerce », explique Sorom, qui est PDG de Mantle. « Notre technologie offre l’opportunité de modifier considérablement le cours d’une industrie monolithique qui touche pratiquement tous les aspects de notre vie quotidienne. »

Monolithique est peut-être un euphémisme. Le marché mondial de l’outillage pour le moulage par injection plastique à lui seul représente 45 milliards de dollars, dont 8 milliards aux États-Unis. Ajoutez à cela les innombrables autres composants en acier à outils trempé produits chaque année et il est facile de comprendre pourquoi les affirmations de Mantle selon lesquelles il va bientôt « changer le visage de la fabrication » ne doivent pas être prises à la légère.

C'est pour ces raisons que la Society of Manufacturing Engineers (SME) a ​​récemment honoré Mantle avec son prix annuel AM Start-Up Technology Award, qui récompense les entrepreneurs qui ont développé une technologie unique ou une application d'une technologie existante, qui résout un problème existant, peut être démontré ou est raisonnablement solide et a le potentiel de servir un marché important ou de niche.

Mantle a satisfait à chacun de ces critères et, dans le cadre de la procédure de candidature, a présenté une présentation approfondie et bien écrite au conseil d'administration des PME. « Comme de nombreux acteurs du secteur l'ont remarqué, il existe aujourd'hui un bon nombre de technologies « moi aussi », explique Ethan Rejto, directeur du marketing de Mantle, qui a contribué à la création de la documentation primée. "Nous proposons une solution pour un domaine de marché spécifique que d'autres ne peuvent pas toucher."

Connor est le directeur scientifique de Mantle. Il dit que le processus TrueShape commence avec une pâte métallique remplie de poudre d'acier à outils équivalente au H13 ou au P20. Ce matériau exclusif est extrudé « style FDM » sur une plaque de construction et séché rapidement avec une source de lumière infrarouge après chaque couche, éliminant le support liquide de la pâte et laissant derrière lui un compact métallique contenant une trace de liant.

C'est ici qu'intervient la partie hybride de l'équation TrueShape. L'imprimante P-200 de Mantle étant construite sur une véritable plate-forme de centre d'usinage, les outils de coupe peuvent être utilisés à n'importe quelle étape du processus de construction. Cela supprime l’effet d’escalier commun à toutes les imprimantes 3D tout en augmentant considérablement la précision des pièces et en offrant des finitions de surface « lisses comme du beurre ». Étant donné que le métal compacté est encore mou à ce stade, les vitesses d'avance sont « environ 10 fois plus rapides » que lors de l'usinage d'aciers à outils traditionnels, avec pratiquement aucune usure de l'outil en plus.