3DM Digital Manufacturing dévoile une technologie laser qui permet aux utilisateurs de "viser une certaine longueur d'onde"

Le développeur d'imprimantes 3D et de sources de lumière laser 3DM Digital Manufacturing a annoncé une nouvelle technologie qui permet aux utilisateurs de régler leur laser d'impression 3D SLS (Selective Laser Sintering) pour qu'il fonctionne avec un matériau ou une application spécifique.

Comparé aux faisceaux de CO2 ou de fibres, le laser personnalisable de 3DM est censé produire des pièces à plus haute résolution avec des propriétés mécaniques améliorées dans des délais réduits. Après avoir entièrement optimisé sa technologie dans le cadre de la R&D, l'entreprise se prépare maintenant à la commercialiser en lançant ses propres machines propriétaires. Une fois publiés, ceux-ci devraient faciliter divers cas d'utilisation de l'impression 3D où la personnalisation est essentielle.

"Ce qui nous rend uniques, c'est que nous fabriquons nos propres lasers", explique Ido Eylon, PDG de 3DM Digital manufacturing. "Nous n'utilisons pas de lasers CO2 ou à fibre ou quoi que ce soit du genre, nous produisons en fait nos propres lasers qui permettent aux utilisateurs de viser une certaine longueur d'onde qui correspond le mieux à leur matière plastique. C'est la différence au cœur de notre technologie."

Innovation laser SLS chez 3DM

Alors que 3DM a été officiellement fondée en Israël en 2016, les racines de sa technologie remontent bien plus loin avec son actionnaire majoritaire, le Dr Daniel Majer. Diplômé de l'Institut Weizmann des sciences, le fondateur de 3DM a passé 30 ans dans la R&D de pièces électro-optiques, tout en s'engageant également dans le développement laser, et a passé près d'une décennie à travailler sur l'impression 3D.

S'appuyant sur les recherches de Majer, 3DM a maintenant développé un laser prêt à être commercialisé qui permet la fusion de poudres polymères à des vitesses jusqu'à dix fois plus rapides que les technologies d'impression existantes. De plus, la technologie serait capable de transformer les thermoplastiques en pièces avec une résolution bien meilleure que les principales imprimantes actuelles, d'une manière qui pourrait ouvrir de nouveaux marchés à l'impression 3D industrielle.

En particulier, 3DM pense que l'impression 3D peut prendre une plus grande part d'un marché mondial de la fabrication de polymères qui était évalué en 2019 à 570 milliards de dollars. Alors que "l'innovation technologique insuffisante" limitait l'impression 3D industrielle à "seulement quelques pour cent de ce marché", la société affirme que le faible coût et la grande évolutivité de sa technologie ont le potentiel de changer cela.

Bien que 3DM ait initialement débuté en tant qu'incubateur de Terralab Ventures, qui détient toujours environ 23% de ses actions, il a depuis été essaimé et est devenu public à la Bourse de Tel Aviv. L'accord, qui a vu l'introduction en bourse de l'entreprise conclue en juin 2021, a rapporté environ 13 millions de dollars, finançant le lancement de ses premiers produits commerciaux.

Comment fonctionne la technologie 3DM ?

Alors, en quoi le laser propriétaire de 3DM diffère-t-il exactement des autres sur le marché ? Eh bien, la source lumineuse elle-même est essentiellement formée par un ensemble de minuscules lasers quantiques en cascade (QCL) qui sont plus petits qu'un grain de riz. Chacun d'eux émet quelques watts d'énergie, dont la longueur d'onde peut être personnalisée pour s'adapter à un matériau donné et à la manière dont les couches de la pièce sont disposées.

Contrairement aux lasers CO2 conventionnels, qui sont fixés à une certaine longueur d'onde, 3DM affirme que sa technologie permet une absorption laser plus efficace (et potentiellement beaucoup plus rapide). La société souligne également que son laser produit des pièces avec un très haut niveau de finition de surface et comment sa flexibilité de longueur d'onde prévue le rend compatible avec un plus large éventail de matériaux.

Essentiellement, 3DM a transformé ses lasers en un produit commercialisable en les fixant à un ensemble composé d'un mécanisme de refroidissement, d'un pilote et d'une lentille pour former un module laser. Quelques-uns d'entre eux peuvent ensuite être combinés en une unité de faisceau, capable de créer le premier spot multi-longueurs d'onde sur une poudre donnée lors de l'impression 3D, et permettant l'écriture de géométries de pièces. À son tour, combinant quatre unités de faisceau pour créer une tête d'impression 3DM.

Avec sa première itération du produit, l'entreprise a combiné quatre têtes de faisceau, en utilisant un algorithme de couture pour s'assurer qu'il n'y a pas d'espace entre les zones. Cela dit, la société affirme que son approche est évolutive, avec l'introduction de plus de faisceaux susceptibles d'augmenter la vitesse d'impression 3D. Lors de tests tiers, la technologie a même produit des pièces avec de meilleures propriétés mécaniques que celles des autres imprimantes SLS leaders.

Ailleurs, par rapport aux lasers à fibre moins chers, la technologie 3DM est capable d'atteindre des longueurs d'onde plus élevées sans avoir besoin d'additifs pour assurer l'interaction laser. En fait, le laser de la société peut émettre à n'importe quelle longueur d'onde dans le spectre infrarouge moyen, d'une manière qui le rend capable de correspondre aux propriétés d'absorption de n'importe quel thermoplastique, et permet aux utilisateurs de sélectionner la matière première la plus économique pour un cas d'utilisation donné.

L'offre commerciale à venir de 3DM

Déjà, 3DM a intégré ses têtes d'impression laser dans des systèmes de R&D prototypes à quatre têtes, et on dit maintenant que sa machine de première génération se rapproche de la "productisation". Bien que les spécifications exactes de ces machines n'aient pas été rendues publiques, il est entendu qu'elles ont des têtes d'impression montées sur le toit de leurs chambres de construction, dans une disposition qui rend le refroidissement plus efficace.

Alors que 3DM continue à itérer sur sa technologie, il vise à identifier ses avantages potentiels en matière de durabilité et de facilité de post-traitement. Du point de vue des applications, la société a vérifié sa capacité à produire des pièces à partir de matériaux flexibles comme les semelles intérieures, mais elle continue de voir des cas d'utilisation très variés pour ses lasers, en particulier dans les domaines où la personnalisation de masse et les matériaux spécialisés sont nécessaires.

Les personnes travaillant sur des matériaux ou des processus qui souhaitent collaborer sur les avantages du laser et le développement d'applications sont invitées à contacter 3DM Digital Manufacturing ici pour en savoir plus.

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L'image en vedette montre la tête d'impression laser de 3DM Digital Manufacturing. Image via la fabrication numérique 3DM.

Paul est diplômé en histoire et en journalisme et se passionne pour la découverte des dernières nouveautés technologiques.