Entretien : le responsable mondial des métaux de HP discute de la technologie révolutionnaire HP Metal Jet

HP est depuis longtemps un pionnier de l'impression 3D, posant des jalons industriels avec son lancement Multi Jet Fusion en 2016. Cette percée a ouvert la voie à des pièces de qualité production en volume élevé faites de polymère. Maintenant, deux ans plus tard, HP étend cette vision avec HP Metal Jet, une nouvelle solution d'impression 3D conçue pour la production de masse de composants métalliques finis.

Nous avons rencontré le Dr Tim Weber, Responsable mondial des métaux pour l'impression 3D chez HP, pour apprendre comment la stratégie métal de l'entreprise s'inscrit dans l'objectif plus large de transformer la fabrication à grande échelle.

Déstabiliser une industrie de 12 000 milliards de dollars

« Depuis notre entrée dans l'arène des plastiques il y a deux ans, notre focus a été de livrer une vraie valeur aux clients », dit Weber. « Aujourd'hui, la plupart des cas d'usage de l'impression 3D restent confinés au prototypage et à la production de niche. Même en comptant le matériel, les matériaux et les logiciels, le marché est d'environ 10 milliards de dollars — juste une fraction du secteur manufacturier mondial de 12 000 milliards de dollars. »

L'ambition de HP est de remodeler ce paysage, y compris le segment métallique. Pour ce faire, l'entreprise doit d'abord relever trois défis clés :

1. Fiabilité pour la production de masse. « Le système doit endurer les environnements de fabrication quotidiens tout en produisant constamment des pièces qui qualifient comme composants d'utilisation finale. »

2. Matériaux rentables. « Le prix des matériaux reste une barrière majeure. Nous devons réduire les coûts matériels globaux et rationaliser la sélection parmi les milliers d'alliages métalliques disponibles. »

3. Plateforme matériaux ouverte. « Nous avons lancé un cadre matériaux ouvert qui unifie plastiques et métaux, facilitant le choix de la matière première adaptée pour les clients. »

Le point de départ : HP Multi Jet Fusion

Avant HP Metal Jet, l'entreprise a été pionnière de sa ligne Multi Jet Fusion (MJF) — un processus binder-jet qui étale de la poudre plastique, projette un agent de fusion et utilise l'énergie infrarouge pour fondre le matériau couche par couche. Le portefeuille MJF de HP inclut les modèles 4200 et 4210, ainsi que les séries Jet Fusion 500/300 plus petites, à impression couleur.

Un client américain, Forecast 3D, exploite maintenant 24 imprimantes 24/7, produisant des millions de pièces — démontrant la transition du prototypage à la production.

« Avec les plastiques, nous faisons le saut vers la production », dit Weber. « Notre but est de démocratiser la fabrication additive, permettant aux utilisateurs qui ne faisaient que du prototypage de passer directement à la fabrication avec la même technologie. »

Des plastiques aux métaux

« Les fabricants d'imprimantes 3D doivent offrir une économie supérieure pour concurrencer non seulement les autres solutions additives mais aussi les méthodes conventionnelles comme la fonderie à cire perdue, le moulage par injection de métal (MIM) et l'usinage CNC. »

La plateforme MJF de HP a servi de fondation pour Metal Jet, qui adapte le concept binder-jet pour les poudres métalliques. Metal Jet peut atteindre jusqu'à 50× la productivité des systèmes concurrents de binder-jet et frittage laser, produisant des pièces isotropes répondant aux normes ASTM.

« Nous avons ré-ingénieré le matériel central MJF pour accueillir des poudres métalliques au lieu de plastiques », explique Weber. « Au lieu d'un agent de fusion, nous projetons un agent liant dérivé de la technologie HP Latex Ink. Le faible poids du liant (<1 % en masse) élimine le besoin de déliantage à haute température, réduisant le temps de cycle et le coût. »

L'expertise de longue date de HP en impression à jet d'encre thermique — développée sur trois décennies — sous-tend ce liant révolutionnaire, assurant des pièces vertes solides et un frittage efficace.

Initialement, HP a lancé le système avec de l'acier inoxydable 316 I, un alliage industriel largement utilisé. « Nous nous sommes concentrés sur la maîtrise d'un matériau de bout en bout pour établir des contrôles de processus robustes et répondre à des tolérances strictes », dit Weber. « Les plans futurs incluent les aciers inoxydables à faible teneur en carbone et alliés. »

La puissance des partenariats stratégiques

Le lancement de Metal Jet par HP s'accompagne d'alliances stratégiques qui accélèrent l'adoption dans les secteurs clés.

GKN Powder Metallurgy — un leader mondial produisant 13 millions de pièces par jour — a partenariat avec HP. Cette collaboration a déjà sécurisé des clients automobiles majeurs comme Volkswagen et le fabricant de pompes Wilo. La stratégie pluriannuelle de Volkswagen implique l'intégration de Metal Jet dans sa chaîne de production, permettant le prototypage rapide de composants personnalisables en masse (ex: porte-clés, plaques signalétiques) et des pièces fonctionnelles haute performance comme les pommeaux de levier de vitesse et supports de rétroviseurs. Alors que les véhicules électriques entrent en production de masse, HP Metal Jet est positionné pour soutenir des pièces métalliques légères et certifiées sécurité.

Parmatech, avec 40 ans d'expertise MIM, se concentre sur l'industrie médicale. HP vise à intégrer les services de production Metal Jet sur les sites Parmatech, permettant aux fabricants de dispositifs médicaux de tester et qualifier des designs pour la production de masse.

« Alors qu'HP excelle à l'impression, nous nous associons à des spécialistes qui savent fabriquer des pièces métalliques pour l'industrie », explique Weber. « Grâce à GKN et Parmatech, nous pouvons livrer des services Metal Jet sur mesure dans l'automobile, le médical et l'industrie. »

Regard vers l'avenir

Interrogé sur les cinq prochaines années, Weber a souligné le virage vers la fabrication distribuée.

« Nous sommes à l'aube d'une nouvelle révolution industrielle où la fabrication distribuée sera cruciale. Alors que l'impression 3D passe du prototypage à la fabrication à grande échelle, l'industrie connaîtra une adoption rapide. »

HP prévoit de lancer le service de production Metal Jet début 2019, permettant aux clients de télécharger, tester et qualifier des designs pour la production de masse. Les systèmes commerciaux sont prévus pour une sortie générale en 2020, à un prix inférieur à 399 000 $.

Pour plus d'informations, visitez HP Metal Jet.