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Articles avec #impression 3d-fabrication additive

Mangeons en 3D avec PERFORMANCE

22 Février 2016, 18:53pm

Publié par Grégory SANT

Financé par l'Union Européenne et mené par un spécialiste de la cuisine moléculaire, le projet PERFORMANCE vient de publier ses conclusions. Il pose les premières pierres d'un système d'impression 3D totalement industrialisé qui permettra de nourrir les personnes âgées dépendantes d'une façon scientifique.

Certains y verront une innovation majeure dans le secteur des "foodtech", d'autres une réminiscence de Soleil vert, ce film où la population humaine est nourrie avec des pastilles vertes d'origine mystérieuse. PERFORMANCE (pour Development of PERsonalized FOod using Rapid MAnufacturing for the Nutrition of Elderly consumErs / Développement de produits alimentaires personnalisés utilisant le Rapid Manufacturing pour la nutrition des consommateurs âgés) apporte une solution rationnelle, scientifique et industrielle au problème de la nourriture des personnes âgées dépendantes.

Certaines pathologies comme la démence sénile, ou encore un accident vasculaire cérébral entrainent souvent ce que l'on appelle la dysphagie. Les patients ont du mal à mâcher et avaler des aliments solides. Ces difficultés condamnent ces personnes à manger des aliments sous forme de bouillies bien peu appétissantes, avec des pertes de poids à la clé. C'est là qu'entre en jeu l'impression 3D. L'idée des promoteurs du projet, c'est de remplacer ces aliments en purée par des aliments imprimés "sur mesure" pour ces patients. L'impression 3D permet en effet de créer un plat dont la consistance est très précisément dosée en fonction de ce que pourra ingurgiter chaque patient. Les membres de PERFORMANCE, des industriels et des chercheurs, ont donc imaginé un système où pour chaque patient abonné au service, une fiche contiendrait la taille des portions, les textures compatibles avec l'état de la personne, ainsi que les éventuels compléments et vitamines alimentaires requis par l'état de la personne afin de produire un plat qui correspond très précisément au besoin de chacun.

Un système de production de plats sur-mesure mais totalement industrialisé

Les promoteurs du projet évoquent un système fortement rationalisé et industrialisé où toutes les données des patients vont piloter les installations industrielles qui vont produire ces ratios ultra personnalisées. Une application pour tablette numérique a ainsi été développée pour le personnel de la maison de santé afin d'ajuster les rations de chaque patient en fonction de ses besoins.

Miracle de l'impression 3D : Cela ressemble à un filet de poulet rôti aux gnocchis, cela en à le gout, et pourtant c'est de la purée.

Les plateaux repas sont expédiés depuis l'usine de production estampillés d'un QR correspondant au patient et sont livrés aux centres de santé dans un emballage spécialement conçu pour passer au micro-ondes. Ce packaging permet un réchauffement différencié des différentes zones du plateau repas.

L'enjeu pour Foodjet fut de créer une imprimante 3D capable d'imprimer des aliments dont la consistance varie entre chaque plat, et non plus imprimer à la chaine le même aliment.

Outre cette industrialisation de la production et cette ultra-personnalisation des éléments nutritifs entrant dans la composition de ces rations, l'apport de l'impression 3D est capital dans l'apparence des plats eux-mêmes. Par rapport à la purée d'aliments ou à la pilule de Soleil vert, l'aspect des plats qui pourront être présentés aux personnes âgées reprend l'apparence du plat initial, la consistance en moins. Les images présentées par Biozoon Food Innovations, coordinateur de ce projet, sont bluffantes et, il faut bien l'avouer, particulièrement appétissantes. Ce spécialiste de la cuisine moléculaire présente en effet des assiettes avec des mets reconstitués à l'apparence parfaite. Le blanc de poulet aux gnocchis est plus vrai que nature. Il est difficile de voir qu'il s'agit de nourriture reconstituée à la texture de purée. Les participants de ce projet espèrent ainsi raviver l'appétit des patients en dépit de leur handicap.

Des défis techniques importants partiellement résolus

Outre les aspects processus de ce système de production et livraison de plats, les membres du projet ont eu à résoudre les défis techniques de l'impression 3D de ces plats à compositions et consistances variables. La technologie d'impression 3D n'a rien de révolutionnaire puisqu'elle dérive très directement des imprimantes à jet d'encre, les ingénieurs de Biozoon ont dû s'allier aux chercheurs de l'université de Weihenstephan-Triesdorf afin de mettre au point les fluides et gélifiants qui vont être injectés dans l'imprimante 3D afin que le plat soit à la consistance voulue après son impression. Le néerlandais Foodjet, un spécialiste des machines à injection pour l'industrie alimentaire, a travaillé sur l'imprimante avec le TNO, centre de recherche néerlandais, qui, lui, s'est concentré sur la manière de mélanger rapidement les ingrédients pour chaque patient avant de les injecter dans l'imprimante.

Doté de 3 millions d'euros de budget, le projet PERFORMANCE est aujourd'hui abouti et les tests réalisés lors du projet ont démontré la faisabilité de certains aspects d'un tel service de livraison. Néanmoins Matthias Kück, directeur général de Biozoon a reconnu lors de la conférence de clôture du projet qu'il faudra encore quelques années avant qu'un tel service puisse être déployé commercialement en Europe.

Source : atelier.net

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Les statues de Palmyre renaissent grâce à l'impression 3D

18 Février 2016, 17:31pm

Publié par Grégory SANT

Ces dernières années, Daesh a détruit de nombreux artefacts millénaires, notamment ceux du musée Ninive à Mossoul, en Irak. Des statues et autres objets d'art qui ne pourront plus jamais être observés... tout du moins dans leur forme originelle. Grâce à une artiste iranienne, Morehshin Allahyari, il est désormais possible de les faire renaître d'une certaine façon, grâce à l'impression 3D.
L'artiste, qui est également une activiste, estime qu'il s'agit de la meilleure manière de lutter aujourd'hui contre l'oubli de ces œuvres détruites par l'organisation terroriste. « Je pense que plus les gens ont accès à ces informations, moins l'histoire est oubliée, en quelque sorte » a-t-elle déclaré au site Vice. « Plus les fichiers sont enregistrés sur les ordinateurs des gens, plus l'histoire qu'a voulu effacer Daesh sera sauvée, même s'ils ne sont jamais imprimés. »

La collection complète de ses créations a été exposée la semaine dernière à Toronto. Dans la foulée, les premiers documents permettant d'imprimer certaines des œuvres en 3D ont été mis en ligne, et sont accessibles à tous.

Ces dernières années, Daesh a détruit de nombreux artefacts millénaires, notamment ceux du musée Ninive à Mossoul, en Irak. Des statues et autres objets d'art qui ne pourront plus jamais être observés... tout du moins dans leur forme originelle. Grâce à une artiste iranienne, Morehshin Allahyari, il est désormais possible de les faire renaître d'une certaine façon, grâce à l'impression 3D.
L'initiative de Morehshin Allahyari n'est pas la seule à utiliser les nouvelles technologies dans l'optique de préserver l'art détruit par Daesh de l'oubli. Un professeur d'archéologie d'Harvard travaille de son côté, avec ses équipes, pour numériser un maximum d'œuvres menacées de destruction. Un travail contre la montre, malheureusement freiné par l'ampleur considérable de la tâche, et des besoins logistiques conséquents.

Source : clubic.com

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Un bâtiment en impression 3D par l'agence DUS

17 Février 2016, 19:01pm

Publié par Grégory SANT

Chaque semaine dans la mécanique des rêves, nous vous proposons une promenade aux frontières de l'art et de la technologie. Découvrez aujourd'hui la réalisation architecturale spectaculaire imaginée par l'agence DUS pour la présidence hollandaise de l'Union européenne. Sa particularité? Une partie de la façade a été imprimée en 3D par une machine XXL.

Conçu pour abriter la présidence de l'Union européenne des Pays-Bas, de janvier à juin 2016, le bâtiment Europe building, imaginé par l'agence d'architectes DUS, a une spécificité. Sa façade est constituée d'éléments en bioplastique recyclable imprimés en 3D. L'imprimante 3D utilisée est une Kamer Maker, comme pour la maison à treize pièces que l'agence DUS construit également à Amsterdam. La forme de la façade évoque celle des navires à voiles qui étaient autrefois construits dans cette zone de la ville portuaire.

Source : industrie-techno.com

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L'aéronautique voit sa maintenance en 3D

10 Février 2016, 18:10pm

Publié par Grégory SANT

Dans l’industrie aéronautique, le remplacement de pièces mécaniques usées ou endommagées nécessite des investissements réguliers et une quantité importante de déchets à traiter. Les récents développements de la fabrication additive, et notamment les avancées du français Beam Machines, permettent toutefois d’envisager de nouvelles manières de réparer ce genre de pièces à haute valeur ajoutée.

La maintenance d’un moteur d’avion complet représente entre 40% et 60% de son prix neuf dont la majeure partie est dédiée au changement ou à la réparation des aubes, sortes d’ailettes incurvées, qui permettent la compression de l’air dans le réacteur.

Étages d’aubes en cours de contrôle

Pour rétablir l’étanchéité de ces pièces, usées par une utilisation normale, un ajout de matière est habituellement réalisé en ayant recours à un cordon de soudure déposé à l’extrémité de la pale. Une méthode qui repose toutefois sur l’utilisation d’un matériau de composition différente pouvant alors provoquer l’apparition d’inclusions ou de bulles d’air.

L’impression « CLAD » pour la réparation de pièces

La technologie CLAD (Construction Laser Additive Directe) a été développée par la société Beam Machines. Elle permet de projeter directement une poudre métallique de composition choisie (acier inox, alliages de titane, base nickel, acier à outils…) pendant que le laser reproduit le profil de la pièce. Ce laser vient élever localement la température de la poudre jusqu’à son point de fusion de l’ordre de 1500°C.

De par la nature localisée de la fusion, la poudre se fige instantanément sous forme solide. N’importe quelle géométrie peut ainsi être fabriquée avec des pertes de matière inférieures à 10%, alors que la technique habituelle de l’usinage dans la masse utilisée en l’aéronautique fait perdre environ 80% du volume matière en copeaux avec des géométries restreintes.

Contrairement à la méthode de lit de poudre classique (telle que le Frittage Laser Direct), le procédé CLAD permet de produire des pièces de très grandes tailles allant jusqu’à 1500 x 800 x 800 mm, de par l’absence d’un bac, et peut débuter la déposition de matière sur une pièce déjà existante. C’est cette deuxième particularité qui est utilisée pour réparer les aubes en y rajoutant les millimètres de matière manquants.

Les autres avantages sont la possibilité d’utiliser une poudre de composition similaire à celle de l’aube mais aussi une interface entre le dépôt et l’aube quasi-parfaite, grâce à une température de fusion contrôlée au degré près.

Une pièce en cours de réparation chez BeAM Machines

La durée de vie des aubes a ainsi pu être multipliée par 6, passant de 10 000 à 60 000 heures, et aujourd’hui plus de 800 pièces ont été remises à niveau et certifiées grâce à BeAM.

Contrairement aux idées reçues, le matériau de la réparation a une tenue mécanique égale voir supérieure à celui de la pièce. De plus, la technologie CLAD permet de surpasser les incompatibilités en termes de soudabilité. Par exemple, il est fortement déconseillé de souder de l’acier et du cuivre ensemble pour des risques de décohésion des éléments soudés. La CLAD autorise des composants multi-matériaux ainsi qu’une évolutivité des pièces pour y rajouter des fonctions.

Les développements futurs devrait inclure un plus grand panel de matériaux, tel que les inconels (acier au cobalt) plus compliqués à usiner, pour ainsi élargir les applications futures. BeAM Machines pourra compter sur la nomination récente d’Emeric Arcimoles (ex-Safran) en tant que Président pour y arriver.

Source : 3dnatives.com

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Lampe inspirée de la séquence de Fibonacci en impression 3D

3 Février 2016, 18:33pm

Publié par Grégory SANT

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Bientôt des médicaments en impression 3D

29 Janvier 2016, 17:25pm

Publié par Grégory SANT

Pionnier sur le secteur, Aprecia Pharmaceuticals officialisait en août dernier avoir reçu l’aval de la Food and Drug Administration pour la commercialisation du Spritam, le premier médicament conçu à l’aide d’imprimantes 3D. Aujourd’hui, le laboratoire américain annonce avoir reçu un investissement massif pour développer ses activités.

Dénommé Spritam, le médicament anti-épileptique mis au point par le laboratoire en 2015 pourra désormais compter sur un financement de 35 millions de dollars. Cet apport devrait notamment permettre à Aprecia d’accélérer la mise sur le marché du Spritam, qui pourrait faire son apparition sur le marché dans des prochains mois.

Outre la commercialisation du Spritam, le financement devrait ouvrir la voie à de nouvelles recherches concernant l’impression 3D de médicaments, notamment dans le traitement de pathologies neurologiques où l’ingestion et la diffusion rapide d’un traitement reste vitale.

Ces dernières années, Aprecia a développé la technologie « Powder-liquid 3 Dimensional Printing », ou ZipDose, breveté au sein de l’université du MIT. À la manière des procédés de liage de poudre, la technique permet de superposer de fines couches de poudre liées par un liquide à l’échelle microscopique. Un procédé qui permet au laboratoire de concevoir des pilules à la surface poreuse, et donc à la dilution (et ingestion) rapide.

Les médicaments fabriqués de manière additive devraient avoir un impact important dans les années à venir, avec l’avènement d’une médecine personnalisée. Un patient pourrait ainsi suivre plusieurs traitement à partir d’un seul et unique cachet réalisé sur mesure et possédant les propriétés thérapeutiques de l’ensemble de ses traitements.

Source : 3dnatives.com

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L'impression 3D n'intéresse plus le grand public

28 Janvier 2016, 18:33pm

Publié par Grégory SANT

Avez-vous déjà franchi la porte d’un fab lab ? Plusieurs de ces espaces de créativité ont été médiatisés à leur démarrage, grâce à l’engouement que suscitait la technologie auprès du grand public. Leur ambition : faire connaître de nouvelles méthodes de fabrication issues du numérique, avec en première ligne l’impression 3 D. ­Aujourd’hui, les fab labs continuent de se multiplier, mais sont de plus en plus orientés vers les projets professionnels.

« Nous recevons des industriels, des patrons de start-up, des indépendants ou des ­auto-entrepreneurs qui travaillent dans des domaines créatifs, mais il y a une cotisation à payer et ce n’est pas rentable pour un particulier qui aurait juste une pièce à fabriquer », estime Samuel ­Bernier, le directeur de la création au FabClub, un espace de création installé à Paris qui propose des offres de conseil en design et fabrication.

La magie n’opère pas

Les étudiants sont les bienvenus dans la plupart des fab labs, ils ont souvent droit à un tarif réduit, mais les particuliers ne poussent plus la porte par simple curiosité… On peut donc se demander s’il continuera d’exister un marché grand public pour l’impression 3 D. Depuis environ trois ans que les imprimantes 3 D d’entrée de gamme sont passées sous la barre des 1 000 euros, elles sont présentées comme les prochains objets high-tech indispensables, après les smartphones et les tablettes. Mais la magie de la fabrication additive n’opère pas. Précision insuffisante, manque de répétabilité (trop de pièces ratées) et lenteur de fabrication font qu’on s’en lasse vite… Même les utilisateurs les plus enthousiastes ont dû renoncer.

Parmi eux, Cyrille Vue, le PDG d’Erpro, un prestataire en fabrication additive implanté à Saint-Leu-la-Forêt (Val-d’Oise). « J’ai voulu offrir une imprimante 3 D à mes enfants mais ils s’en sont vite désintéressés, alors je l’ai mise à disposition des salariés, mais ça n’a pas pris non plus », se souvient le patron de cette entreprise de 50 personnes et de 8?millions d’euros de chiffre d’affaires. Même constat chez Top Office. Ce réseau de distribution de fournitures, qui travaille autant avec les professionnels que les particuliers, a lancé un service d’impression 3 D il y a deux ans et demi. « Le service connaît un fort succès, avec 3 000 projets réalisés, mais 95 % des clients sont professionnels. De notre point de vue, l’impression 3 D pour le grand public reste un épiphénomène, tandis que dans le monde professionnel les usages se multiplient », constate Raphaël Vanneste, le directeur général de l’enseigne qui compte 500 collaborateurs dans 37 magasins pour un chiffre d’affaires de 106?millions d’euros.

Même les fabricants de machines grand public voient l’engouement retomber, à l’image de Stratasys, le leader mondial du secteur avec la marque MakerBot. « Il n’y a plus vraiment de marché dans le grand public, constate Éric Bredin, le directeur de Stratasys France. Aujourd’hui, plus de 75 % des projets sont professionnels et nous concentrons nos efforts sur cette activité, dont la croissance dépasse les 20 % par an. »

Source : usine-digitale.fr

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L'avenier de l'automobile passera-t-il par l'impression 3D ?

27 Janvier 2016, 18:56pm

Publié par Grégory SANT

Découvrez la Blade. Elle passe de 0 à 100 km/h en 2,5 secondes, peut se vanter d’abriter 700 chevaux sous le capot, et possède une vitesse de pointe totalement illégale. Le truc classique des voitures de sport.

Mais les points communs s’arrêtent là. La Blade pèse seulement 635 kilos – plus de deux fois moins qu’une voiture deux places classique – et son cadre souple peut prendre corps grâce à un système simple d’injection de gaz naturel comprimé. Plus important encore, elle est construite grâce à des technologies d’impression en 3D très économes en énergie. Produit tout droit sorti des cerveaux bouillonnants de la Silicon Valley, la Blade a véritablement pour objectif de changer le monde.

Repenser le processus de production

Cette voiture a été imaginée par Kevin Czinger, PDG de Divergent Technologies, une start-up de l’automobile basée à Los Angeles. Si on compare au kilomètre près, une voiture imprimée en 3D telle que la Blade aura un impact négatif sur l’environnement trois fois moins important qu’une voiture électrique de type Crossover telle que la nouvelle Tesla Model X. Czinger. m’assure :

« Si nous ne construisons que des Crossover de plus de deux tonnes, nous allons détruire la planète. Il nous faut construire des voitures plus légères et plus efficaces. »

Il est facile de constater les problèmes posés par les gaz d’échappement que recrachent les grosses voitures et de supposer qu’il s’agit là du plus gros souci à régler sur une voiture. Czinger, lui, affirme que nous passons beaucoup trop de temps à nous inquiéter au sujet des pots d’échappement alors que nous devrions repenser le processus de production dans son intégralité.

Moins d’un tiers de la pollution environnementale causée par des véhicules motorisés traditionnels provient du carburant et de l’utilisation que l’on fait de nos voitures, d’après un rapport [PDF] de 2009 de l’Académie des sciences américaines que Czinger aime citer. Le reste provient du processus de fabrication : l’extraction physique de tout ce métal, son raffinage, son transport, sa découpe et le fait de forer et d’assembler le tout en châssis et panneaux.

Tesla, Leaf... pas si verts que ça

Les voitures électriques sont particulièrement polluantes durant leur processus de fabrication, d’après ce même rapport, avec une surconsommation de 20% d’énergie et d’émissions comparées aux voitures roulant au diesel. Leurs batteries utilisent en outre des métaux tels que le cobalt et le lithium, qui nécessitent une énergie énorme pour l’extraction et le raffinage (et qui proviennent parfois de zones en guerre). Leur processus de fabrication peut exposer les ouvriers à des substances toxiques et leur recyclage reste un problème complexe. Lorsqu’on prend en compte le cycle de vie complet d’une voiture, les Tesla, Leaf et autres modèles Volts prennent d’un coup une couleur un peu moins verte.

La Terre va probablement devoir abriter 2 milliards et demi d’habitants en plus, soit 5 milliards de voitures supplémentaires qui pollueront au carbone. Pas étonnant alors que des sociétés dédiées aux technologies telles que Google et Apple, ainsi que des pépinières de start-up, sautent sur l’occasion pour proposer leur vision des transports du futur, souvent avec le souci de s’attacher aux problèmes de sécurité et d’environnement.

L’avenir du transport

Pour Kevin Czinger, le chemin à suivre est évident :

« Le point essentiel pour réduire de manière significative les émissions de gaz à effet de serre provenant des voitures réside clairement dans la fabrication. Nous devons réduire de manière drastique les coûts de conception et de fabrication d’une voiture, tant sur le plan des matériaux que sur celui de l’énergie utilisée. »

Czinger fait partie d’un petit groupe d’entrepreneurs de l’automobile qui essaient de repenser le processus de production automobile dans son ensemble. Ces entrepreneurs veulent utiliser des imprimantes 3D pour construire des voitures en consommant seulement une infime partie de l’empreinte carbone des chaînes d’assemblage traditionnelles, en utilisant des designs qu’on peut transformer d’une heure à l’autre et en intégrant des technologies de conduite autonome lorsque celles-ci seront disponibles.

Dans le même temps, ils espèrent bien booster l’emploi à l’échelle nationale, réduire le nombre de morts sur les routes et encourager une explosion de la créativité qui augmentera la variété des voitures sur nos routes.

Il faut avoir envie de rêver un peu pour percevoir la beauté réelle de leurs idées, mais le rêve ne se limite pas à de simples paroles. Czinger propose aujourd’hui des petites virées dans une Blade imprimée en 3D et Jay Rogers, PDG de Local Motors, est actuellement en phase de test avec une voiture que sa société a fini de concevoir pas plus tard qu’en août dernier. Rogers :

« L’Histoire nous dirait qu’en matière d’innovation, le processus de rupture va permettre de redynamiser les parties de l’industrie devenues obsolètes. »

Pour comprendre cette toute dernière salve de la Silicon Valley contre Detroit, il est utile de remonter à l’époque où tout a commencé.

La « fabrication additive »

En 1909, à l’aube de l’ère de l’automobile, il fallait douze heures pour assembler péniblement une seule Ford T. Puis Henry Ford découvrit le concept de chaîne d’assemblage mobile dans laquelle des voitures partiellement assemblées pouvaient se déplacer lentement d’un poste d’assemblage à un autre.

En 1914, les chaînes d’assemblage de Ford pouvaient fabriquer une Model T en 90 minutes. On gagna en qualité tandis que les prix dégringolaient, permettant à des millions de particuliers de se déplacer seuls. Aujourd’hui, le pickup Ford F-150, la voiture la plus populaire aux Etats-Unis, sort à la chaîne des usines en un flot ininterrompu de métal, de verre et de plastique, au rythme de 800 000 voitures par an.

Ce rythme-là repose sur un concept : que chaque processus de fabrication, aussi complexe soit-il, peut être effectué plus efficacement s’il est divisé en taches simples et répétitives. Souder cette barre à ce panneau. Placer cette lampe dans son boîtier. Raccorder cette unité. Au suivant !

D’ordinaire, une voiture moderne possède environ 20 000 composants individuels, assemblés en un ballet chorégraphié de machines toutes dédiées à une seule et unique fonction (avec en plus quelques intervenants humains pour superviser et assurer l’entretien des machines). Mais pour ce qui est de construire une usine de voitures de A à Z, il faut bien compter cinq longues années et tabler sur un coût d’un milliard de dollars. Même le réaménagement d’une usine pour fabriquer une nouvelle voiture représente un coût phénoménal – plus de 200 millions de dollars d’après une estimation de Volkswagen.

C’est cette opportunité-là que nos entrepreneurs automobiles veulent saisir, en développant un procédé appelé « fabrication additive ». Cela signifie construire quelque chose en une fois à partir de ses composants. Vous avez sans doute déjà vu des bijoux ou des bibelots imprimés en 3D à partir de machines MakerBot, en chauffant des filaments de plastique qu’on extrude ensuite couche après couche comme du dentifrice.

Assemblage parfait

Le procédé peut créer des structures complexes et particulièrement belles qui vont bien au-delà de ce qu’on peut faire avec des moules traditionnels ou en sculptant à la main. Mais il aura fallu l’imagination d’un fabriquant canadien de tracteurs pour appliquer l’impression 3D à l’industrie automobile. Jim Kor, ingénieur barbu à l’air bonhomme originaire de Winnipeg, est considéré comme l’homme ayant créé la première voiture en recourant à un procédé de fabrication additive.

Kor rêvait depuis longtemps d’une voiture à la ligne allongée hyper économe telle que l’Urbee. En 2007, il reçut le petit coup de pouce qui lui manquait : le lancement de ce qui fut connu sous le nom de Progressive Insurance Automotive X Prize, un concours avec à la clé 10 millions de dollars pour construire une voiture capable de consommer moins de trois litres aux cent.

En s’appuyant sur son expérience dans les équipements agricoles, Kor a tenu à relever le défi comme il l’avait fait en concevant des tracteurs par le passé et a réalisé un modèle en argile à l’échelle 3/5. Il fit scanner le modèle pour pouvoir procéder à des simulations aérodynamiques et planifia ensuite de sculpter laborieusement à la main le corps de la voiture à partir de mousse et de bois ou en utilisant des fraiseuses assistées par ordinateur pas données.

Au lieu de cela, une rencontre fortuite avec des ingénieurs de la société Stratasys, pionnière en matière de fabrication additive, a poussé Kor à envisager l’impression 3D du corps de sa voiture, avec un plastique courant appelé ABS, utilisé dans des produits aussi divers que des tuyaux de tout-à-l’égout, des kayaks ou des pare-chocs.

« Quand j’ai vu la taille des morceaux que Stratasys pouvait imprimer, je me suis dit qu’il fallait tenter le coup une fois. »

Les panneaux en ABS se sont assemblés parfaitement en sortant de l’imprimante.

Construire une minuscule voiture au design allongé est une chose. Mais pour que l’impression 3D soit vraiment utile, il fallait qu’elle soit capable de produire de plus grosses voitures.

La « micro-usine »

C’est là qu’entrent en scène Jay Rogers et Local Motors. Rogers était déjà en train de révolutionner la production automobile en apportant le concept de production participative au monde du design automobile.

La première voiture de sa société, une voiture rugissante aux allures post-apocalyptiques (mais légale pour circuler sur route) baptisée Rally Fighter, a été le fruit du travail collaboratif de 500 volontaires œuvrant en ligne pour tout concevoir, depuis le style jusqu’aux suspensions. Rogers et sa petite équipe d’ingénieurs automobile étaient là pour dire aux volontaires ce dont la voiture avait besoin, par exemple un boîtier de phare, et ils jugeaient ensuite des réponses.

Les voitures ont été assemblées une par une dans des ateliers de petite taille appelés « micro-usines ». La « micro-usine » pilote de 12 000 m² de Phoenix, en Arizona, par exemple, ressemble à un croisement entre un garage, une usine et une salle de classe. Les véhicules sont assemblés individuellement par une équipe de mécaniciens – avec l’aide d’un acheteur éventuel. Une façon de travailler aussi artisanale et méticuleuse implique que la micro-usine ne peut produire qu’une centaine de Rally Fighters à l’année à 100 000 dollars l’unité.

En plus du site de Phoenix, Local Motors a annoncé être sur le point d’ouvrir une autre micro-usine à Knoxville et jusqu’à 50 nouvelles micro-usines ainsi que des laboratoires plus petits dans les cinq prochaines années.

Une voiture en 50 pièces

Rogers a réalisé que l’impression 3D allait peut-être accélérer sa vitesse de production tout en réduisant ses coûts. En 2014, Rogers a donc commencé à travailler sur sa première voiture expérimentale imprimée en 3D, la Strati, avec l’aide du Laboratoire national Oak Ridge basé dans le Tennessee, et de Cincinnati Incorporated, une société fabriquant des machines.

Cincinnati Incorporated avait développé une technologie appelée « fabrication additive à grande échelle », qui utilise la même approche que les imprimantes 3D domestiques : la fonte de plastique ABS, incorporé ensuite à de très fines fibres de carbone pour assurer la solidité, et l’impression en couches successives très précises. Mais là où MakerBot se limite à la fabrication d’ornements de bureau, le procédé de Cincinnati Incorporated permet l’impression de produits de 6 m de long, 2,50 m de large et 1,80 m haut, soit des dimensions suffisantes pour imprimer une Strati presque entière en une seule fois.

La Blade - Divergent Technologies

« Le procédé d’ajout de matières nous a permis de combiner beaucoup de choses en une seule », déclare Lonnie Love, le manager du groupe de recherches sur les systèmes de fabrication au Laboratoire national Oak Ridge.

« Nous sommes passés des 20 000 pièces que vous pouvez trouver sur la plupart des voitures à une cinquantaine seulement. »

Une fois que le corps de la voiture est imprimé, les composants restants – tels qu’un moteur électrique, des batteries, des roues, des lumières, des sièges et des systèmes de contrôle (souvent fabriqués selon les méthodes traditionnelles) – peuvent être montés rapidement manuellement.

Moins de sept heures pour une voiture

Avec un peu d’expérience, ils sont devenus plus rapides. Lorsque le département américain de l’Energie a demandé au laboratoire Oak Ridge de construire un véhicule-test, Love et son équipe ont conçu et imprimé en 3D une réplique entièrement électrique d’une Cobra Shelby modèle Sport en seulement six semaines. Love se réjouit :

« Six semaines entre le moment où on a dit qu’on allait l’imprimer et celui où on a pu avoir un véhicule en état de marche, c’est du jamais vu. Six semaines, c’est fou ! »

L’impression en elle-même prend également de moins en moins de temps. L’équipe est passée de 4,5 kg de matière traitée par heure et six jours pour imprimer une Strati à l’été 2014, à 18 kg de matière par heure et deux jours d’impression. Un an plus tard, le procédé de Cincinnati Incorporated est proche de 45 kg par heure, vitesse suffisante pour arriver à produire une voiture en moins de sept heures.

Plus une voiture peut être imprimée rapidement, moins elle est coûteuse. Une machine qui fabrique par ajout de matières à grande échelle vaut un demi-million de dollars, ce qui correspond à un coût de 100 dollars de l’heure. Ajoutons à cela quelque 225 kg de thermoplastique renforcé à la fibre de carbone à 9 dollars le kilo, et le laboratoire Oak Ridge peut imprimer une Cobra Shelby pour moins de 3 000 dollars (il faudra aussi payer les roues, les sièges, la chaîne cinématique et une bonne peinture vintage). Habituellement, la réplique d’une Cobra revient généralement à plus de 40 000 dollars.

Divergent utilise une technologie différente pour fabriquer sa super Blade par ajout de matières. Au lieu d’imprimer toute l’enveloppe externe de la voiture avec de l’ABS comme pour la Strati, un procédé que Czinger trouve davantage adapté pour les plus grosses voitures, Divergent assemble la structure intérieure de la Blade à partir de tubes en fibres de carbone reliés par des crochets métalliques imprimés en 3D, qu’on appelle des nœuds.

Ces nœuds sont fabriqués par de puissants lasers qui agglomèrent du métal en poudre dans des moules préformés, et les tubes sont ensuite simplement fixés manuellement les uns dans les autres. Vu la solidité et la sûreté du châssis ainsi créé par ces tubes et leurs charnières, les panneaux externes peuvent ensuite être fabriqués à partir de n’importe quels matériaux légers, même du papier, déclare Czinger.

A chacun son design

En changeant simplement le logiciel, la même machine peut aussi bien imprimer une voiture de sport qu’un minivan, explique Czinger.

« Ces structures peuvent être assemblées très rapidement à partir de leurs différents éléments de manière à construire n’importe quel véhicule, depuis une voiture deux places jusqu’à un camion pick-up… et tout cela pour bien moins cher que ce qu’un travail métallurgique classique nécessite. »

Divergent espère commencer à prendre des commandes pour la Blade l’année prochaine et livrer les premières voitures dès 2017. Local Motors nourrit la même ambition et a annoncé au début du mois que sa première voiture imprimée en 3D, la LM3D, serait en vente début 2017 pour environ 53 000 dollars.

L’expérience qu’a fait Love avec la Cobra Shelby l’a totalement galvanisé :

« La société Local Motors est encore plus innovante qu’elle ne le pense. Elle n’élimine pas seulement les équipements de production classiques, mais elle bouleverse complètement toute la chaîne logistique. »

Love remarque qu’une concession automobile coûte plusieurs millions de dollars pour une taille à peu près semblable à celle de la micro-usine de Phoenix de Local Motors. Pourquoi ne pas associer les deux ? Un client pourrait venir, s’asseoir avec un ingénieur, concevoir sa voiture et la faire imprimer en quelques jours.

L’alliance avec la vieille industrie

La chute d’une industrie mondialisée vieille d’un siècle qui pèse aujourd’hui 9 000 milliards de dollars n’est peut-être pas pour demain. Réduire le poids d’une voiture en la faisant passer de plus de deux tonnes à 600 kg soulève d’importants problèmes de sécurité qu’il faut encore approfondir. Agrandir et accélérer l’impression 3D pour pouvoir se retrouver enfin sur le devant de la scène automobile relève encore de la quadrature du cercle. Et personne ne sait vraiment si l’impression 3D à plus grande échelle s’avèrera moins polluante que les techniques existantes. (La technique d’agglomérat par laser, par exemple, utilise environ 40 fois plus d’énergie par kilogramme que le travail de l’aluminium dans la production industrielle classique.) Le premier constructeur automobile va également s’arracher les cheveux quand il voudra actualiser sa voiture en un temps record.

Lorsque j’expose l’idée de venir chercher sa prochaine voiture chez un imprimeur local à Mark Stevens, un expert en production pour le compte du Centre de recherche automobile du Michigan, ce dernier éclate de rire. « L’idée d’imprimer une voiture à la demande ! Ce n’est pas près d’arriver ! » assure-t-il. Le problème, d’après lui, est une question d’échelle.

« Une ligne d’assemblage traditionnelle peut sortir cent véhicules quand ils n’en impriment qu’un seul. »

Kevin Czinger et Divergent reconnaissent que leur « plus gros défi, c’est de convaincre les concessionnaires de travailler avec [eux] ». Il espère signer un accord de développement conjoint avec un gros constructeur automobile l’année prochaine, et cela pour une nouvelle voiture plus grand public que la Blade, avec pour objectif d’en vendre autour de 10 000 par an.

C’est là que le destin de l’Urbee – la toute petite voiture allongée de Jim Kor – peut servir de leçon. Sa petite société a été incapable de tenir les délais imposés par le X Prize et a fini par abandonner la compétition. Lorsque Jim Kor a finalement terminé l’Urbee, l’hybride deux places marchant à l’électricité et à l’éthanol a littéralement explosé les objectifs du X Prize, atteignant 1,4 litre aux cent sur autoroute. Les organisateurs du X Prize n’en sont tellement pas revenus qu’ils ont encouragé Kor à monter son entreprise. Mais après avoir passé une année à courir les investisseurs, Kor n’a pas réussi à réunir l’argent nécessaire. Il pense aujourd’hui que le meilleur moyen de lancer l’Urbee sur le marché est de vendre la licence à d’autres fabricants.

Actualiser sa voiture, comme l’iPhone

Pendant ce temps, Jay Rogers, de Local Motors, aimerait imiter le système d’actualisation du nouvel iPhone d’Apple, dans lequel les utilisateurs américains paient un forfait mensuel pour avoir accès aux derniers modèles.

« Nous allons changer tous ces dispositifs si rapidement qu’il est préférable pour les acheteurs qu’ils ne se considèrent pas comme propriétaires. Je veux être le premier à mettre sur la route une voiture autonome que les clients pourront acheter. Et puis le mois suivant, je veux avoir le nouveau capteur qui la rendra encore plus performante. Et le mois d’après, je voudrai la nouvelle batterie, et ainsi de suite. »

Il y a un problème évident dans tout cela. La fabrication additive a beau réduire les temps de production, les émissions polluantes ainsi que les coûts, et éliminer des machines lourdes, on ne peut pas réduire une voiture à une histoire de logiciel. Il faut une présence physique qui soit efficace et sûre sur plusieurs années dans le monde réel. Si un essuie-glace fait défaut ou qu’une batterie mal conçue surchauffe, on ne peut pas les actualiser virtuellement.

Comment, par exemple, une petite société telle que Local Motors, avec une diffusion limitée, peut-elle développer quelque chose d’aussi complexe que des systèmes de conduite autonome, et les maintenir opérationnels dans le temps sur une gamme dont chaque véhicule peut s’avérer différent ? Rogers, égal à lui-même, suggère de se tourner vers la communauté :

« Et si je donnais la première version de ces voitures à cent personnes de ma communauté, et que je les mettais au défi de m’aider à les développer plus rapidement ? Nous demanderons à la communauté de développer un logiciel anticollision aussi rapidement que Waze a développé son logiciel pour éviter les bouchons et concurrencer Google Maps. »

En retour, les utilisateurs pourraient gagner des genres de bonus, sous forme de points ou d’accès en avant-première à de nouveaux modèles de voitures. Ils pourraient même percevoir un intéressement si la voiture se vend bien, même si Rogers insiste sur le fait qu’il invoquera « les règles chères à Wikipedia plutôt que le Dieu dollar cher à Google. Nous ferons de vous des hommes fiers ».

Pour quand ?

La manière dont les instances de contrôle vont réagir à des logiciels automobiles développés en adoptant la philosophie Wikipedia fait également débat. « Les sociétés doivent encore résoudre le problème qui consiste à fabriquer des voitures toutes différentes et pourtant toutes fiables », m’explique Lonnie Love.

« Je ne peux pas vous dire quand ce problème sera résolu. Cela peut prendre cinq ans comme cinq décennies. »

Mais s’il y a bien une chose que la Silicon Valley aime, c’est l’idée de partir de pas grand-chose avec un coût peu élevé, de bousculer les systèmes de contrôle et d’exploiter le potentiel de la communauté Internet.

Construire une usine de voitures coûte plusieurs aujourd’hui milliards de dollars aux Etats-Unis, et représente dix années de réflexion pour une multinationale. Mettre en place une micro-usine à 20 millions de dollars ne nécessiterait à l’avenir rien de plus que quelques modèles de véhicules innovants, quelques ingénieurs et un gros prêt bancaire. La production automobile deviendrait locale – imaginez plusieurs mini-Detroit – et servirait des besoins purement locaux.

« Jouer sur les brèches qui existent entre les lignes de production des plus gros constructeurs n’est pas restrictif, mais au contraire libératoire », pense Rogers.

« Produire plusieurs milliers de voitures par an dans une micro-usine prend tout son sens, car si l’on peut gagner de l’argent tout en rendant les acheteurs heureux de s’investir dans ce genre de projet, on peut embarquer avec nous toute une communauté. »

Les constructeurs automobiles traditionnels commencent – lentement mais sûrement – à percevoir les avantages d’une impression en 3D ; pour remplacer à la base des outils ou des équipements d’usine fabriqués jusque-là à partir de métaux chers et énergivores. Des marques de luxe telles que Mercedes, Cadillac ou Lexus travaillaient tranquillement depuis des années sur les systèmes de conduite automatisés tels que les régulateurs de vitesse adaptés et les systèmes d’avertissement en cas d’écart de la voiture, tout ça pour finir par se faire honteusement doubler par le concept de conduite autonome de Google et Tesla. L’industrie automobile a désormais à cœur de ne pas rester dans les choux.

Beaucoup de « si », mais...

Pendant ce temps, la fabrication additive avance à la vitesse typique de la Silicon Valley, celle d’un cheval au galop. Si les techniques d’impression 3D continuent à s’améliorer en termes de rapidité, de coût financier et énergétique, si de nouveaux outils informatiques permettent de démocratiser le design et les phases de test, et si les instances de contrôle ainsi que le public adhèrent à l’explosion de l’ère néolithique de l’automobile en matière de diversité des modèles proposés – oui, ça fait beaucoup de « si »… –, il en résultera une bataille qui restera dans les annales.

Les promoteurs des voitures imprimées en 3D en reviennent sans cesse à l’argument d’après eux le plus irréfutable : à savoir que la fabrication additive peut être bien plus économe en énergie qu’une fabrication traditionnelle. Ce seul argument pourrait effectivement mener à l’adoption d’une nouvelle technique de fabrication même si ses avantages restent discutables.

Une baisse de production est compensée par un rythme rapide des innovations. Voir apparaître un projet KissKissBankBank pour une voiture de tourisme n’est qu’une question de temps. Love conclut :

« Je pense que toute l’industrie peut tourner autour d’une innovation rapide dans les transports. Et ça, c’est révolutionnaire. »

Source : rue89.frnouvelobs.com

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Le stylo-bulle laser imprime des nano-objets

26 Janvier 2016, 18:19pm

Publié par Grégory SANT

En manipulant une bulle contenant des nanoparticules, un stylo laser permet de tracer des motifs à base de nanomatériaux. – Ph. Cockrell School of Engineering.

Des ingénieurs de l’université du Texas à Austin (États-Unis) ont mis au point un nouvel outil, le “stylo-bulle laser” qui permet, en piégeant les nanoparticules dans une bulle, de fabriquer des nano-objets avec une très grande précision.

Grâce à cette technique, qui s’apparente à l’impression 3D, ils espèrent ainsi faciliter la mise au point de nano-machines, de sondes biomédicales, de caméras optiques ou de panneaux solaires, dont les nanomatériaux sont devenus des composants incontournables.

Jusqu’ici, en effet, les techniques de fabrication des nano-structures, connues sous le nom générique de lithographie, faisaient appel à des faisceaux de photons, d’électrons ou d’ions. Ces faisceaux induisent des réactions physico-chimiques dans les nanomatériaux, et les fixent à l’endroit voulu de l’objet en cours de fabrication.

Problème : ces lithographies sont peu maniables et ne s’appliquent pas aux matériaux colloïdaux (or, silicone…), pourtant utilisés de plus en plus en nanotechnologie. Ces matériaux mous, ni liquides ni solides, sont particulièrement difficiles à manipuler, y compris par les imprimantes 3D.

Grâce au laser, une bulle se forme qui piège les nanoparticules

Le “stylo-bulle laser” conçu par Yuebing Zheng et ses collègues emploie par contre un rayon laser. Plongé dans une surface de nanoparticules colloïdales, celui-ci va former une bulle qui piège les nanoparticules par un ensemble de phénomènes de convection, de tension superficielle, de pression des gaz et d’adhésion, comme les auteurs l’expliquent dans la revue Nano Letters.

Ensuite, le stylo est déplacé jusqu’au point souhaité et le laser interrompu : la bulle éclate et son nanoscopique contenu est déposé sur la surface de l’objet en construction.

L’avantage : une grande flexibilité de mouvement. Le stylo-bulle laser permet de former des motifs très précis, à l’instar d’une tête de vache Longhorn, emblème de l’université de Texas à Austin, Un outil aussi flexible qu’une imprimante 3D

En faisant varier l’intensité du rayon laser, la dimension de la bulle peut être réduite ou amplifiée. Et à la manière d’une imprimante 3D, le stylo-bulle laser peut être programmé pour dessiner des motifs différents à chaque fois !

Couvert par un brevet d’invention, ce nouvel outil pourrait trouver des applications prochaines, en particulier dans le domaine de la biomédecine. Zheng et ses collègues considèrent qu’il pourrait servir à fabriquer de tout nouveaux matériaux dotés de propriétés qui n’existent pas dans les matériaux connus : ce sont les fameux “métamatériaux”.

Prochaine étape : le développement, à l’échelle industrielle, de machines où plusieurs faisceaux sont utilisés en parallèle, pour fabriquer rapidement des objets plus complexes.

Source : science-et-vie.com

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Addibots va-t-il réparer nos routes en impression 3D

25 Janvier 2016, 18:31pm

Publié par Grégory SANT

La startup newyorkaise Addibots développe une imprimante 3D montée sur roues qui peut combler les nids de poule sur le bitume.

Après deux ans de Recherche et Développement, l’ingénieur et diplômé d’Harvard Robert Flitsch a mis au point un prototype d’imprimante 3D capable de produire des formes bien plus grandes qu’elle. Montée sur roues et ressemblant à une petite voiture, son espace d’impression est théoriquement infini puisqu’elle se déplace. Elle pourra donc combler les trous et les fissures qui se forment sur la route après un rude hiver, mais aussi plausiblement, à l’aide d’autres de ses congénères, construire des chaussées entières. Un gain financier important pour les communes qui dépensent beaucoup dans la réparation de la voirie.

A l’heure actuelle, Robert Flitsch n’a fait fonctionner son Addibots qu’avec de l’eau. Une fois projetée dans les rainures de la glace d’une patinoire, elle était immédiatement figée par la machine. Mais on peut très bien imaginer que le robot soit fait pour imprimer en goudron ou en béton, comme cela a déjà été le cas en Chine lors de l’impression 3D d’un immeuble entier en 2014.

Selon Robert Flitsch, Addibots pourrait accompagner les progrès technologiques appliqués à la smart city. Si l’on modifie un peu son système, il pourrait ajouter un matériau conducteur au bitume pour y faire passer du courant, y placer des capteurs pour que les voitures puissent communiquer entre elles et, pourquoi pas, créer des routes ultra-résistantes en imprimant avec de la fibre de carbone.

Source : atelier.net

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