Entretien d'experts :un aperçu des imprimantes 3D SLA ultra-rapides et de qualité industrielle de Nexa3D

En matière d'impression 3D industrielle, la vitesse et la précision des pièces sont essentielles. Alors que le taux d'adoption de l'impression 3D continue d'augmenter dans tous les secteurs, les fabricants d'imprimantes 3D s'efforcent en permanence d'améliorer les temps d'impression de leurs machines et la qualité des pièces produites.

L'une de ces entreprises est Nexa3D , un fabricant d'imprimantes SLA industrielles de qualité de production.

La société californienne a développé sa propre technologie propriétaire, LSPc, abréviation de Lubricant Sublayer Photo-curing. Grâce à sa technologie LSPc, Nexa3D promet des vitesses d'impression plus rapides et des niveaux de précision supérieurs à tout autre système SLA industriel du marché.

Notamment, Nexa3D, qui a dévoilé son NXE400 grand format au CES 2019, affirme que sa technologie peut aider à réduire considérablement les délais de production de prototypes et de pièces fonctionnelles, tout en maintenant les niveaux de tolérance, de répétabilité et de qualité du moulage par injection. .

Nous nous sommes entretenus avec le directeur des produits de Nexa3D, Izhar Medalsy, pour en savoir plus sur sa technologie, les opportunités de marché pour l'impression 3D et ce que l'avenir réserve à l'industrie.

Pouvez-vous me parler de Nexa3D et du problème que vous abordez ?

Nexa3D relève trois défis :la vitesse, l'échelle et l'économie.

Nous avons réalisé très tôt qu'il y avait toujours un besoin non satisfait sur le marché d'imprimantes 3D professionnelles rapides et à grande échelle. Notre objectif est de réduire le temps d'impression de quelques jours ou heures à quelques minutes.

Nous avons donc développé notre propre technologie - LSPc - avec une machine 2,5 fois plus grande que tout ce qui est disponible sur le marché et six fois plus rapide que toute autre imprimante de sa catégorie. Cela, associé à son prix, en fait une imprimante très attrayante pour le marché professionnel.

Nous avons une plate-forme de construction qui peut remplir des dizaines et des centaines de pièces et les imprimer en quelques minutes. Cela signifie que non seulement nous perturbons l'industrie de l'impression 3D, mais nous perturbons également l'industrie traditionnelle du moulage par injection, car nos vitesses et tolérances sont conformes aux normes de moulage par injection.

Comme vous l'avez mentionné, Nexa3D a développé sa propre technologie propriétaire LSPc. Pourriez-vous nous expliquer comment fonctionne la technologie ?

Définitivement.

LSPc signifie Lubricant Sublayer Photo-durcissement. Notre machine est dotée d'une membrane autolubrifiée qui résout le problème de l'impression rapide sous plusieurs angles différents.

Lorsque vous imprimez une pièce en utilisant le SLA, l'un des facteurs limitants est les forces de délaminage lors de l'impression.

Comme vous le savez, l'impression 3D fonctionne en ajoutant de la matière couche par couche. Avec le SLA, l'épaisseur de la couche peut aller de 25 microns à 200 microns.

Une fois les couches ajoutées à la pièce pendant le processus d'impression, elles ont tendance à être très fragiles et sensibles aux forces de pelage. C'est pourquoi les entreprises sont souvent obligées d'imprimer très lentement, afin de ne pas compromettre la structure d'impression pendant le processus d'impression.

Notre membrane autolubrifiée élimine les forces entre la pièce en cours d'impression, qui est à l'état vert, et la zone de fabrication.

La résine, qui est un matériau visqueux, doit se déplacer dans la zone imprimée pour pouvoir imprimer la couche suivante.

La membrane flexible nous permet de résoudre le problème du réapprovisionnement en résine, qui est impossible à résoudre avec d'autres techniques. En effet, la membrane, grâce à sa flexibilité, aide à propager la résine dans toutes les zones de la plate-forme d'impression, ce qui nous permet d'imprimer plus rapidement que n'importe quelle autre machine.

Ce sont les deux problèmes clés que nous abordons au cours du processus d'impression.

Comment votre technologie peut-elle garantir à la fois vitesse et précision ?

Ce que nous avons développé en plus de LSPc est une métrique de lumière structurée - un moteur de lumière, pour ainsi dire. Notre moteur de lumière est unique en ce qu'il utilise une métrique de lumière plutôt qu'un projecteur DLP comme les techniques traditionnelles.

L'un des inconvénients du DLP est que vous avez affaire à des aberrations du système optique sur les bords de votre plate-forme de construction. C'est parce que vous avez une lentille centrale qui doit couvrir une zone relativement grande.

Nous avons utilisé la technologie LCD et développé une structure unique de LED et de systèmes de guidage optique qui permet une uniformité de la lumière sur toute la zone de construction. Cette uniformité de la lumière ainsi que l'uniformité des détails (la taille des pixels de l'écran LCD est la même en tout point) sont les plus grands différenciateurs entre l'écran LCD et le DLP.

Nous ne sommes donc pas seulement en mesure de fournir une lumière précise sur toute la construction. plaque, mais nous sommes également en mesure d'assurer l'uniformité sur toute la plaque de construction, garantissant un haut niveau de précision et de tolérance, pièce à pièce et impression à impression.

Pourquoi avez-vous décidé de vous concentrer sur le SLA ?

Nous avons constaté une lacune dans les capacités actuelles de la technologie et une demande sur le marché pour combler cette lacune.

D'une part, vous avez les technologies SLA laser traditionnelles. Ce sont l'étalon-or en termes de résolution, de précision et ainsi de suite. Cependant, le temps d'impression est extrêmement long.

D'un autre côté, certaines entreprises prétendent pouvoir imprimer rapidement mais manquent de performances d'impression et de longs délais de post-traitement.

Pour cette raison, il y a une énorme demande sur le marché pour les imprimantes rapides. Nous voyons que le marché est conditionné et prêt, et nous sommes en mesure de répondre à ce besoin très rapidement avec notre technologie LSPc.

Quelles industries ou applications bénéficieraient le plus de votre technologie ?

Un certain nombre d'industries gagneraient à pouvoir imprimer des objets solides à des vitesses élevées.

Une application évidente, bien sûr, est le prototypage rapide. Au lieu de produire des itérations de conception sur une base hebdomadaire, si vous utilisez des technologies traditionnelles, ou en jours ou en heures, si vous utilisez les technologies d'impression 3D actuelles, vous pouvez désormais itérer à la minute. Cela signifie que vous pouvez effectuer plusieurs itérations de conception en une journée, accélérer le développement de produits et prendre des décisions beaucoup plus rapidement que ce à quoi nous sommes actuellement habitués.

En termes d'industries spécifiques, l'automobile est un secteur clé. Nous avons un partenaire stratégique, Techniplas, qui est un fournisseur de rang 1 pour l'industrie automobile. En tant que partenaire de leur programme d'innovation ouverte, nous sommes en mesure de servir l'industrie automobile et ses applications réelles, du prototypage à la fabrication de pièces réelles.

Pourquoi l'industrie automobile est-elle une priorité pour Nexa 3D ?

L'industrie automobile a plusieurs besoins qui font de l'impression 3D un outil idéal.

Le premier est la réduction de poids. L'impression 3D, grâce à l'optimisation topologique et à la conception générative, peut imprimer des pièces qui ne peuvent pas être fabriquées à l'aide des technologies traditionnelles.

Nous pouvons prendre des pièces réalisées par moulage par injection et moulage sous pression, par exemple, et les optimiser pour réduire considérablement le poids d'une pièce.

L'autre est le volume de production. Lorsqu'un constructeur automobile veut produire des volumes par centaines de milliers, fabriquer des moules pour chaque pièce coûte très cher. L'impression 3D vous permet d'utiliser une technique pour servir plusieurs pièces très rapidement et d'itérer entre les différentes pièces à la volée.

Comment voyez-vous l'évolution de la fabrication additive au cours des cinq prochaines années ?

Premièrement, je pense qu'il est clair que la demande de vitesse dictera beaucoup de tendances.

Les gens comprennent les capacités de la technologie et de nombreuses grandes entreprises ont fait le travail de formation et de conditionnement du marché.

Si nous prenons l'impression 3D sur le marché dentaire comme exemple, nous envisageons actuellement un taux d'adoption de 5 à 8 %. Mais au cours des cinq prochaines années, les chiffres prédisent une adoption de 80 %.

Les chaussures sont un autre exemple, où il y a un besoin croissant d'impression 3D. Le secteur souhaite intégrer la technologie dans des processus plus larges et la rendre plus accessible. Je pense donc qu'à mesure que les matériaux et les capacités évoluent, nous verrons également une plus grande adoption ici.

Et nous commençons tout juste à effleurer la surface avec l'automobile. Au fur et à mesure que la vitesse et les matériaux s'améliorent, nous verrons un énorme changement dans le processus de conception et de nouveaux modèles seront introduits sur le marché. En fait, le marché exigera des itérations de conception plus rapides pour les nouveaux modèles car la technologie sera capable de le faire.

Nous constatons également l'intégration entre l'impression 3D et d'autres technologies de rupture comme l'IA et la réalité virtuelle. Ces technologies, combinées à l'impression 3D, permettront de réduire considérablement les délais de production.

Alors que le marché reconnaît les avantages de l'impression 3D, je pense que le taux d'adoption plus largement augmentera de manière exponentielle. En fin de compte, nous cherchons à perturber les techniques de fabrication traditionnelles - et nous parlons de milliards de dollars d'affaires qui deviendront immédiatement adressables à l'impression 3D.

Comment conseilleriez-vous à une entreprise qui souhaite adopter l'impression 3D mais ne sait pas par où commencer ?

C'est l'un des défis que nous rencontrons à maintes reprises, et l'une des choses sur lesquelles nous nous concentrons vraiment est d'apporter la technologie à un public plus large.

Les petites et moyennes entreprises comprennent que la révolution de l'Industrie 4.0 est à venir, mais il leur est difficile de l'adopter, soit parce qu'elles n'ont pas le vivier de talents internes, soit parce qu'elles n'ont pas les fonds pour créer un ensemble complet de capacités.

Ma suggestion pour ces entreprises est de d'abord comprendre exactement quels sont vos besoins. Comprenez que l'impression 3D vous donne la possibilité de faire passer vos capacités de conception et de fabrication au niveau supérieur.

Cela dit, il est également important de comprendre les limites de l'impression 3D et que l'adoption de la technologie n'est pas une approche tout ou rien. Demandez-vous comment l'impression 3D peut compléter mes méthodes existantes et les améliorer ?

Par exemple, si vous êtes actuellement limité dans votre processus d'itération de conception en travaillant avec un fournisseur distant qui prend des semaines pour renvoyer vos conceptions, essayez d'investir dans une imprimante 3D, de la mettre dans votre environnement et de comparer le temps qu'il faut pour terminer le même processus. Cela vous aidera également à comprendre comment il peut être intégré dans vos processus plus larges.

Nexa3D a présenté sa machine NXE400 au CES 2019. Pouvez-vous expliquer les caractéristiques clés de la machine ?

NEXE400 est notre imprimante haut de gamme.

Il a un volume d'impression de 16L, une surface de construction de 270 mm x 165 mm et les tolérances du moulage par injection. Lorsque vous combinez cela avec une vitesse allant jusqu'à 1Z centimètre par minute, vous êtes désormais en mesure d'imprimer de nombreuses pièces très rapidement.

De plus, l'interface utilisateur frontale vous permet de surveiller l'impression et la durée de vie de la membrane. Étant donné que la machine est conçue pour imprimer de grandes pièces, la fonction de réapprovisionnement en résine est importante - nous ne voulons pas que l'utilisateur ait à ajouter de la résine pendant l'impression. Nous sommes en mesure de stocker de la résine dans la machine et de gérer les niveaux de résine pendant l'impression.

Nous réalisons également que l'automatisation du processus est importante, c'est pourquoi nous avons tout conçu d'une manière qui nous permet de rationaliser le processus. Nous avons un système de lavage et de séchage mis en place pour l'automatisation, par exemple. Notre plaque de construction est conçue de telle sorte qu'un bras robotique puisse transporter la plaque de construction de l'imprimante à la station de lavage et de séchage, automatisant ainsi l'ensemble du processus de fabrication et de prototypage.

Notre logiciel utilise la technologie voxel pour orienter les pièces et ajouter des supports de manière intelligente, en utilisant les algorithmes d'apprentissage que nous avons développés. La chose intéressante à propos de la technologie voxel est que nous pouvons maintenant examiner les propriétés physiques de la pièce et prendre des décisions sur la façon d'orienter la pièce et d'ajouter des supports en fonction non seulement de l'apparence de la pièce, mais également de ses propriétés physiques. C'est une approche unique du processus d'impression.

Enfin, nous développons également nos propres matériaux propriétaires. Nous avons des matériaux adaptés aux applications à grande vitesse, d'ingénierie et exigeantes. Notre partenariat avec BEGO, l'un des principaux fabricants de produits dentaires, a joué un rôle déterminant à cet égard. Ils ont des résines approuvées par la FDA qui, en combinaison avec notre résolution et nos vitesses d'impression, sont capables d'imprimer des pièces dentaires avec des tolérances et à des vitesses actuellement inconnues.

Quel est l'avenir de Nexa 3D ?

Nous recherchons des temps d'impression plus rapides - nous sommes actuellement 40 fois plus rapides que l'impression 3D traditionnelle et nous voulons encore améliorer cela. Et comme certaines applications nécessitent des zones de construction encore plus grandes, nous cherchons à augmenter la taille et le volume d'impression de nos machines.

Nous nous concentrons également sur la production de nouveaux matériaux flexibles et de type ABS, ainsi que sur des matériaux qui peuvent vous offrir une plus longue résistance aux UV et à la température.

L'une des choses intéressantes que nous avons remarquées est une croyance commune selon laquelle vous devez être un expert en impression 3D pour utiliser une imprimante 3D. Nous essayons de briser ce paradigme en utilisant des outils intelligents dans notre logiciel qui vous permettront de l'utiliser d'un simple clic.

Nous nous concentrons sur le développement de nouveaux algorithmes pour notre logiciel qui rendre l'impression 3D aussi transparente et conviviale que possible pour nos clients.

L'analogie que nous utilisons souvent est « CTRL+P ». Nous aimerions finalement avoir l'impression 3D comme système où tout ce que vous avez à faire est de télécharger un fichier et la machine s'occupe du reste pour vous.

Enfin, nous prévoyons de lancer nos programmes d'accès anticipé plus tard cette année et de commencer à expédier nos machines au second semestre 2019.

Une dernière réflexion ?

Je pense que l'avenir est très excitant pour l'impression 3D.

C'est fantastique qu'il y ait beaucoup d'entreprises générant beaucoup d'intérêt et de demande dans l'industrie, ainsi que d'éduquer le marché sur ce que la technologie peut faire. Chez Nexa3D, nous sommes convaincus que nous serons en mesure de proposer la prochaine évolution de l'impression 3D avec une technologie qui bouleversera l'industrie.

À propos d'Izhar Medalsy

Le Dr Izhar D. Medalsy est directeur des produits de Nexa3D, un fabricant d'imprimantes 3D ultra-rapides de qualité industrielle. Izhar est un leader expérimenté de la technologie et de la gestion de produits avec une connaissance et une expertise approfondies en optique et en science des matériaux.

Avant NEXA3D, Izhar a été directeur du développement commercial et de la gestion des produits chez Wyatt Technology, le leader mondial de la lumière technologie de diffusion.

Izhar est titulaire d'un doctorat en chimie physique de l'Université hébraïque de Jérusalem, suivi d'une période de recherche post-doctorale en biophysique à l'ETH Zurich, Suisse.

Pour en savoir plus sur Nexa3D, visitez : https://nexa3d.com