À l’intérieur des cadres de vélo en fibre de carbone imprimés en 3D d’Arevo :entretien avec le cofondateur Wiener Mondesir

Wiener Mondesir, cofondateur et PDG d'Arevo

Arevo, basé dans la Silicon Valley, a attiré l'attention du monde entier en 2018 en dévoilant le premier cadre de vélo en fibre de carbone imprimé en 3D au monde. La vitrine a mis en valeur la plateforme d'impression 3D composite exclusive d'Arevo, un mélange de robotique, de science des matériaux et de logiciels avancés qui produit des pièces composites légères et sur mesure.

Depuis cette étape importante, Arevo s'est associé à Franco Bicycles pour fournir des cadres monocoques en fibre de carbone imprimés en 3D pour une nouvelle marque de vélos électriques. Nous avons discuté avec Wiener Mondesir, cofondateur et directeur de la technologie d'Arevo, des fondements de la technologie, des avantages de l'impression 3D composite et de l'avenir de la fabrication composite évolutive.

Pourriez-vous nous parler un peu d'Arevo ?

Chez Arevo, notre objectif est de démocratiser la fabrication de composites à grande échelle. En intégrant la robotique, les matériaux avancés et les logiciels intelligents, nous abordons une opportunité énorme :la fibre de carbone est plus résistante que de nombreux métaux mais considérablement plus légère, ce qui la rend attrayante dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et de la consommation. Cependant, la production traditionnelle de composites nécessite beaucoup de main d’œuvre, de capitaux et souffre de longs cycles de conception en raison d’outils de simulation limités et d’un manque de connaissances parmi les non-experts. Notre solution, ce que nous appelons la numérisation des composites, comble cette lacune. Les concepteurs commencent avec un modèle 3D ; notre logiciel analyse automatiquement, optimise l'orientation des fibres, l'utilisation des matériaux et génère des instructions de construction précises. Pensez à une toile d’araignée, qui utilise juste assez de soie aux bons endroits; nous imitons cette efficacité dans chaque impression.

Quels sont les avantages de l'impression 3D composite ?

Les composites en fibre de carbone présentent un rapport résistance/poids exceptionnel, permettant des pièces à la fois robustes et légères. Même si les structures en treillis métallique peuvent réduire le poids, elles commencent néanmoins par un matériau dense. Commencer par la fibre de carbone élimine cette inefficacité dès le départ. La nature anisotrope du carbone (forte dans le sens de la fibre) a historiquement limité son utilisation, mais notre ensemble d'outils fait abstraction de cette complexité. Les designers n’ont plus besoin d’un doctorat; notre logiciel gère les nuances directionnelles, permettant à quiconque de produire des composites structurellement sains.

Votre cadre de vélo en fibre de carbone imprimé en 3D a fait l'objet d'une large publicité lors de son dévoilement. Quel a été le processus de création du cadre du vélo, de la conception à la production ?

Cadre de vélo en fibre de carbone imprimé en 3D d'Arevo [Source de l'image :Arevo]

Nous avons choisi le cadre de vélo comme preuve de concept car il s'agit d'une structure complexe et à forte charge qui exige de la précision. Les vélos composites traditionnels subissent un cycle d'un an (conception, prototypage, puis production) nécessitant 20 à 30 pièces et jusqu'à 40 travailleurs par cadre. En revanche, notre logiciel transforme un modèle CAO en une conception isotrope et générative en quelques minutes, optimisant ainsi l'orientation des fibres et la répartition des matériaux. Dans notre usine californienne, un robot à six axes dépose les fibres dans les directions X, Y et Z, produisant ainsi un cadre monocoque entièrement intégré en quelques jours. Le résultat est une structure légère et solide qui peut être ajustée pour la rigidité et la qualité de conduite via un logiciel, ouvrant ainsi un nouveau modèle commercial pour une personnalisation rapide et à la demande.

Avec environ un million de cadres composites produits chaque année dans le monde, la technologie d'Arevo permet au marché de passer de cadres produits en série presque identiques à des options véritablement personnalisées et hautes performances.

L'approche personnalisée de la production est-elle un modèle économique évolutif ?

L'Emery ONE :Arevo a annoncé son partenariat avec Franco Bicycles pour lancer une nouvelle gamme de vélos électriques [Source de l'image :Arevo]

La personnalisation est un différenciateur clé pour les vélos, car les cyclistes bénéficient de cadres adaptés à leur corps et à leur style de conduite. La production de masse ne peut pas facilement s’adapter à une telle personnalisation. Notre plateforme permet aux clients de concevoir un cadre, tandis que notre logiciel vérifie l'intégrité structurelle. Le design est ensuite imprimé à la demande, rationalisant ainsi le parcours du concept au produit fini.

Quelles autres applications envisagez-vous avec votre technologie ?

Bien que nous nous concentrions actuellement sur la mobilité, nos principaux avantages (ultra-léger, haute résistance et ajustement sur mesure) s'étendent aux équipements sportifs, aux composants automobiles, aux solutions énergétiques et aux pièces aérospatiales. Nous développons activement des applications où les performances et la conception sur mesure sont essentielles.

Comment la robotique s'intègre-t-elle dans votre technologie ?

L’impression 3D traditionnelle basée sur des couches dépose le matériau uniquement dans les plans X et Y, laissant la direction Z plus faible. Le robot à six axes entièrement articulé d'Arevo peut déposer de la fibre de carbone dans les trois dimensions, éliminant ainsi la faiblesse typique de la direction Z. De plus, la portée du robot pouvant atteindre quatre mètres nous permet d’imprimer de grandes pièces, telles que des composants aérospatiaux, sans les diviser en sous-ensembles. Le même système robotique peut imprimer un cadre de vélo, démontrant la polyvalence de notre enveloppe de construction.

Comment décririez-vous l’état actuel du marché de l’impression 3D composite ? Dans quelle mesure la technologie est-elle avancée ?

[Crédit image :Arevo]

La fabrication additive composite existe depuis des années, mais les progrès ont été limités par le placement manuel des fibres et les petites géométries plates. Aujourd'hui, la robotique automatisée et les systèmes de résine avancés permettent d'accéder à des formes complexes et à une résolution plus élevée. Alors que plusieurs entreprises poursuivent des approches différentes, allant de la chimie des résines aux stratégies de placement, Arevo est leader avec une plate-forme intégrée qui associe la robotique, le dépôt par laser et le contrôle qualité piloté par l'IA.

Quels sont les défis auxquels l'industrie est confrontée, que ce soit l'impression 3D en général ou l'impression 3D composite en particulier ?

L’un des principaux obstacles est le manque de logiciels accessibles qui explorent véritablement les capacités de la fabrication additive. Les concepteurs partent souvent de pièces traditionnelles préexistantes et tentent de les adapter à l’impression 3D, ce qui peut compromettre les performances. Nous avons besoin d'outils qui guident les utilisateurs dès le départ, les aidant à exploiter les possibilités uniques des processus additifs.

Comment voyez-vous l'évolution du secteur au cours des cinq prochaines années ?

Nous sommes déjà en train de faire passer le récit de la nouveauté à la production. Dans les années à venir, l’accent sera mis sur la qualité et l’évolutivité. Les industries qui adoptent une production reproductible en grand volume se différencieront, et nous prévoyons que les normes et les meilleures pratiques se cristalliseront.

Garantir la qualité des pièces et des processus est actuellement un grand sujet de discussion dans le domaine de la fabrication additive. Quelle est l’approche d’Arevo à ce sujet ?

Le système de dépôt laser d’Arevo, associé à des algorithmes d’apprentissage automatique, effectue une inspection in situ tout au long de la construction. Les capteurs capturent des données en temps réel et un système de contrôle en boucle fermée ajuste les paramètres à la volée, ce qui donne lieu à des pièces contenant moins de 1 % de vide. Les sections transversales microscopiques confirment l'homogénéité du matériau, garantissant que nos composants répondent aux exigences rigoureuses de l'aérospatiale et d'autres secteurs de haute performance.

Que réservent les 12 prochains mois à Arevo ?

Suite au lancement de notre cadre de vélo, la demande a dépassé notre capacité actuelle. Au cours de l’année prochaine, nous nous concentrerons sur l’augmentation de la production tout en lançant de nouvelles applications dans le domaine de la mobilité et au-delà. Notre objectif est d'apporter les avantages de la fabrication de composites de haute qualité à la demande à un marché plus large.

Pour en savoir plus sur Arevo, visitez : https://arevo.com/