Entretien :Global Head of Metals de HP sur l'impact de HP Metal Jet

HP est une entreprise qui n'est pas étrangère à faire les gros titres :en 2016, elle a fait des vagues dans l'industrie de l'impression 3D avec le lancement de sa technologie Multi Jet Fusion.

Marquant la première incursion de HP dans la fabrication additive, la nouvelle technologie promettait de nouvelles possibilités pour la production de pièces et de prototypes en polymère fonctionnel de qualité industrielle à une échelle commerciale. Aujourd'hui, deux ans plus tard, HP lance sa dernière offre :HP Metal Jet, sa nouvelle technologie d'impression 3D pour la fabrication en grand volume de pièces métalliques de qualité de production.

AMFG s'est récemment entretenu avec le responsable mondial de HP Metals, 3D Printing Business, Dr Tim Weber, pour en savoir plus sur l'évolution de l'entreprise vers les métaux et les implications plus larges de HP Metal Jet pour la production de pièces finales.

Perturber une industrie de 12 000 milliards de dollars 

« Depuis le lancement de notre entreprise de matières plastiques il y a deux ans, nous nous sommes concentrés sur la fourniture d'une véritable proposition de valeur au marché », déclare Weber. « Si nous pensons à l'impression 3D aujourd'hui, la technologie est encore principalement utilisée pour le prototypage et les applications de production spécialisées. Si nous prenons tout en considération - matériel, matériaux, logiciels, etc. - le marché ne vaut probablement que 10 milliards de dollars. Ce n'est qu'une fraction des 12 000 milliards de dollars que vaut le secteur manufacturier global à l'échelle mondiale. »

La vision de HP est de perturber le secteur manufacturier grâce à ses technologies d'impression 3D et cela inclut le secteur de la fabrication de métaux. Cependant, bien que HP Metal Jet fasse partie de cette vision, certains défis doivent d'abord être surmontés. Weber identifie 3 domaines que HP s'engage à traiter.

« Tout d'abord, si nous voulons créer un système qui doit être utilisé pour produire des millions de pièces, nous devons nous assurer qu'il est complètement robuste et qu'il résiste aux environnements de fabrication normaux. Parallèlement à cela, nous devons également fabriquer des pièces suffisamment bonnes pour être utilisées comme pièces d'extrémité pour une variété d'applications. »

Weber souligne également les défis liés aux matériaux :« Le prix des matériaux est un autre facteur crucial :les matériaux sont très coûteux et la fabrication est une question de coût. Si vous disposez d'une méthode de production qui permet de produire des pièces à moindre coût, la plupart des fabricants feront immédiatement le changement. Mais nous devons nous assurer que les coûts matériels globaux sont réduits.

« La deuxième partie est la sélection des matériaux. Avec des milliers de plastiques et d'alliages métalliques différents disponibles, nous devons permettre une approche rationalisée. C'est pourquoi nous avons créé une plate-forme de matériaux ouverte pour les plastiques et les métaux pour permettre cela. "

Le point de départ :HP Multi Jet Fusion

Avant de se plonger dans Metal Jet, il convient d'abord de jeter un coup d'œil au parcours de HP vers la fabrication additive, qui a commencé avec sa technologie Multi Jet Fusion.

HP Multi Jet Fusion utilise un processus de projection de liant, par lequel la poudre de plastique est étalée sur le lit. Un agent de fusion, conçu pour absorber l'énergie infrarouge, est projeté sur une zone de la pièce qui doit être solidifiée à l'aide de la technologie PageWide de HP. L'énergie infrarouge est absorbée par le matériau, faisant fondre les plastiques et construisant lentement la pièce.

À ce jour, le portefeuille des imprimantes HP Multi Jet Fusion comprend les imprimantes 4200 et 4210, et la société a annoncé une version intégrée plus petite de ce système, la série HP Jet Fusion 500/300, qui peut imprimer en couleur. Notamment, Weber rapporte qu'un client, Forecast 3D aux États-Unis, produit actuellement des millions de pièces et dispose désormais de 24 imprimantes fonctionnant 24h/24 et 7j/7.

"Avec les plastiques, nous faisons le grand saut vers la production", déclare Weber. « Notre objectif est de démocratiser la fabrication additive, où les utilisateurs qui ne faisaient auparavant que du prototypage peuvent passer directement à la fabrication avec exactement la même technologie. »

Des plastiques aux métaux

« Les fabricants d'imprimantes 3D doivent avoir une économie supérieure qui nous permet de rivaliser, non pas avec d'autres entreprises de fabrication additive, mais avec des méthodes traditionnelles telles que le moulage de précision, le moulage par injection de métal et la CNC. »

La technologie Multi Jet Fusion de HP a fourni la rampe de lancement parfaite pour Metal Jet.

Cependant, l'évolution vers l'impression 3D métal n'est pas sans défis.

« Parce qu'il s'agit de fabrication et non de prototypage, les coûts sont importants », explique Weber. « Les fabricants d'imprimantes 3D doivent avoir une économie supérieure qui nous permet de rivaliser, non pas avec d'autres entreprises de fabrication additive, mais avec des méthodes traditionnelles telles que le moulage de précision, le moulage par injection de métal et la CNC. En même temps, nous devons nous assurer que nous pouvons produire des pièces de haute qualité qui répondent aux normes en utilisant la technologie. »

La technologie de jet de liant s'appuie sur le processus Multi Jet Fusion et utilise le moulage par injection de métal ( MIM) poudres. Notamment, Metal Jet serait jusqu'à 50 fois plus productif que les technologies comparables de liant et de frittage laser sur le marché aujourd'hui, et est capable de produire des pièces isotropes conformes aux normes ASTM.

« Ce que nous avons fait, c'est prendre la plate-forme fondamentale Multi Jet Fusion et reconcevoir l'imprimante pour qu'elle fonctionne avec de la poudre métallique au lieu de la poudre plastique », explique Weber. « Cependant, au lieu de projeter un agent de fusion, nous jetons un agent liant. La technologie HP Latex Ink est ce que nous utilisons pour créer notre classeur, car elle produit des pièces vertes très résistantes et ne prend pas beaucoup de temps. »

« HP est probablement la meilleure entreprise d'impression numérique au monde. Nous utilisons exactement la même technologie, du point de vue jet d'encre, dans toutes nos imprimantes. Au cours des 30 dernières années, nous avons appris comment nous pouvons projeter toutes ces différentes choses à l'aide de notre technologie à jet d'encre thermique. Tirant parti de cette expertise approfondie, nous avons créé un liant révolutionnaire - une avancée dans le sens où avec le moulage par injection de métal, vous avez généralement plus de 10 % en poids de liant qui doit être brûlé. Dans notre cas, nous avons moins de 1 %, ce qui est un ordre de grandeur inférieur, ce qui le rend plus rapide, moins coûteux et beaucoup plus simple à fritter.“

Visant la production de masse, HP a lancé son système avec de l'inox dans un premier temps. « Nous voulions nous assurer de perfectionner un matériau de bout en bout », explique Weber. « Il est important de s'assurer que nous avons établi un contrôle des processus et que nous avons respecté un ensemble de tolérances requises. Nous allons bientôt nous étendre à d'autres variantes d'aciers inoxydables comme les aciers à faible teneur en carbone et les aciers alliés. Mais comme nous devions en choisir un pour commencer, nous avons opté pour le 316I, qui est un cheval de bataille dans l'industrie. »

Weber pense que la technologie propriétaire de HP, qui exploite à la fois l'impression et la reliure, sera la clé pour débloquer une proposition de valeur durable pour la fabrication additive métallique.

Le pouvoir des partenariats stratégiques

Parallèlement au lancement, HP a également annoncé plusieurs partenariats stratégiques, dans le but de libérer pleinement le potentiel du HP Metal Jet pour les pièces métalliques fonctionnelles. L'un des partenaires est GKN Powder Metallurgy , un grand fabricant de pièces métalliques qui produit environ 13 millions de pièces par jour. Le partenariat a déjà conduit à plusieurs clients industriels clés, dont Wilo , l'un des principaux fabricants de pompes et Volkswagen . HP et Volkswagen mettent en œuvre un plan pluriannuel pour intégrer Metal Jet dans leur stratégie de fabrication.

La collaboration entre Volkswagen, GKN Powder Metallurgy et HP a permis d'évoluer rapidement pour évaluer la fabrication de pièces personnalisables en masse telles que des porte-clés personnalisés et des plaques signalétiques montées à l'extérieur.

Le plan pluriannuel de Volkswagen visant à utiliser HP Metal Jet comprend également la production de pièces fonctionnelles plus performantes avec des exigences structurelles importantes, telles que des boutons de changement de vitesse et des supports de rétroviseur. Alors que de nouvelles plates-formes telles que les véhicules électriques entrent en production de masse, HP Metal Jet devrait être utilisé pour des applications supplémentaires telles que l'allègement de pièces métalliques entièrement certifiées en matière de sécurité.

Le deuxième partenariat notable est Parmatech , qui compte 40 ans d'expérience dans le moulage par injection de métal. Au service principalement de l'industrie médicale, le partenariat offre à HP une opportunité unique de pénétrer le secteur.

« Bien que nous soyons peut-être la meilleure imprimerie au monde, nous avons décidé de nous associer à ceux qui ont une expertise dans la production de pièces métalliques pour l'industrie », explique Weber. « Avec GKN, nous pourrons travailler ensemble pour produire des pièces pour tous les autres clients automobiles et industriels. Parmatech est très innovant et l'industrie médicale représente une énorme opportunité pour l'acier. Notre plan avec les deux partenariats est d'établir des imprimeurs sur leurs sites où ils peuvent commencer à s'engager avec leurs clients avec ce que nous appelons un service de production Metal Jet. »

HP prévoit d'utiliser son service de production pour cibler des industries clés, notamment les secteurs automobile, médical et industriel.

Regarder vers l'avenir

Avec l'arrivée de HP sur le marché de la fabrication additive métallique, comment Weber envisage-t-il l'évolution de la fabrication additive au cours des 5 prochaines années ?

"Nous nous dirigeons finalement vers la prochaine révolution industrielle où la fabrication distribuée jouera un rôle clé."

« Je pense que c'est une période vraiment excitante pour l'industrie. L'impression 3D s'est concentrée sur le prototypage et la production spécialisée de plastiques et de métaux depuis si longtemps, mais nous avons maintenant atteint un point où nous commençons à voir une adoption plus rapide de la technologie. Cela ne fera que continuer alors que nous commençons le passage du prototypage à la fabrication.

« Nous nous dirigeons finalement vers la prochaine révolution industrielle où la fabrication distribuée jouera un rôle clé. La possibilité d'imprimer ce dont vous avez besoin, où et quand vous en avez besoin aura d'énormes implications pour les économies mondiales. HP est fier de faire partie de cette révolution. »

Le service de production HP Metal Jet, où les clients peuvent télécharger, tester et qualifier des conceptions pour la production en série et commencer à recevoir des pièces, sera opérationnel début 2019 Les systèmes commerciaux HP Metal Jet sont prévus pour une sortie générale en 2020, avec un prix inférieur à 399 000 $.

Pour en savoir plus sur HP Metal Jet, rendez-vous sur :https://www8.hp.com/us/en/printers/3d-printers/metals.html