9T Labs est pionnière dans le mariage de la fabrication additive et du moulage par compression. Cette innovation permet la production en série de pièces composites pouvant être utilisées dans les conditions les plus extrêmes. Dans l’optique de répondre aux exigences d’un projet de haute précision, 9T Labs a choisi de collaborer étroitement avec ARRK pour fabriquer un moule de compression dédié à la consolidation de préformes imprimées en thermoplastique renforcé.
Découvrons comment ARRK, forte de son expérience en outillage par injection, a mis sa créativité et sa réactivité au service de cette innovation.
UNE NOUVELLE NORME POUR LA FABRICATION ADDITIVE EN SÉRIE
Fondée en 2018 à Zürich (Suisse), 9T Labs est une startup créatrice d’une technologie qui permet de concevoir et de fabriquer de grands volumes de pièces aussi solides que le métal, jusqu’à 50% plus légères, compétitives et à zéro déchet. Sa solution, baptisée Additive Fusion Technology (AFT)™, ouvre de nouvelles perspectives aux fabricants de secteurs à besoins spécifiques tels que l’aérospatial, le sport, la medtech ou les industries de la mobilité.
Cette solution repose sur un processus exclusif en trois étapes :
La suite logicielle permet de concevoir des modèles 3D hautement optimisés.
Le module de fabrication additive imprime les préformes.
Le module de compression utilise le moule métallique fabriqué par ARRK pour consolider les préformes, les remodeler ou fusionner plusieurs préformes.
Le processus donne ainsi naissance à une seule pièce composite aux propriétés exceptionnelles.
LE MOULAGE PAR COMPRESSION REPOUSSE LES LIMITES DE L’IMPRESSION 3D
Dans le cadre d’un projet mandaté par un fabricant d’outils de mesure optique de haute précision, 9T Labs recherchait un partenaire capable de réaliser un moule métallique de compression s’intégrant parfaitement dans son module de fusion.
C’est ainsi qu’ARRK est entré en jeu. Grâce à ses capacités reconnues en matière d’outillage d’injection, de moulage par compression et d’impression 3D, ARRK réunissait toutes les compétences requises pour comprendre les exigences du milieu dans lequel le moule allait s’insérer.
LA CONCEPTION D’UN MOULE COMPRESSION DE HAUTE PRÉCISION
Pour répondre aux besoins spécifiques de son client, 9T Labs a conçu le design d’un moule de compression sur la base de la géométrie et du cahier des charges qu’elle a reçus.
Le caractère innovant de ce projet est l’utilisation de la fabrication additive pour la production en série. Le processus de compression apporte une cohésion entre les couches et élimine la porosité (< 1%). Il consolide les pièces imprimées en thermoplastique renforcé de fibres de carbone continues et leur confère des propriétés géométriques et physiques similaires à des pièces fabriquées par moulage par compression ou par injection.
Les pièces d’utilisation finale sont destinées à des appareils de mesure optique ultra-précis qui serviront à valider des pièces d’applications aéronautiques et médicales. Elles doivent offrir des propriétés analogues à celles utilisées dans le secteur spatial, où la dilatation des matériaux sur des plages de températures étendues est cruciale pour des performances optimales.
Le directeur Business Development de chez 9T Labs explique :
« Le moule va s’insérer dans le module de fusion qui appliquera la force verticale sur les préformes réalisées par fabrication additive. Le module gère précisément la température à 0,5°C près, condition sine qua non permettant le contrôle des plages de cristallisation et l’élimination maximum des contraintes résiduelles dans les pièces. Ceci est rendu possible grâce à l’utilisation de thermoplastiques qui permettent de faire du thermoformage pour transformer la géométrie des préformes. »
L’impression 3D et le moulage par compression fusionnent pour fabriquer une série de pièces de moto ©9T_labs
Intervenant sur la fabrication physique de l’étude, ARRK a reçu un cahier des charges qui demande la réalisation d’un seul moule complexe capable de reproduire un volume de plusieurs milliers de pièces par an.
ARRK S’APPUIE SUR SA MAÎTRISE DE L’OUTILLAGE INJECTION POUR ÉLABORER LE MOULE DE COMPRESSION
Pour relever ce défi inédit, ARRK a adopté une approche similaire à celle utilisée pour la fabrication de moules injection, avec des ajustages plus précis.
Aurélien, chef de projet chez ARRK raconte :
« Pour usiner la dizaine de plaques qui forment le moule, nous avons sélectionné de l’acier de différentes duretés et traitements (PVD), garantissant ainsi la résistance et la durabilité de l’outil. Le moule doit également accueillir tous les contrôles électriques de la presse, y compris les capteurs de température servant à ajuster les courbes thermiques. Des cartouches sont utilisées pour réguler rapidement la température localement, tandis qu’un système de refroidissement à eau, géré par une tuyauterie en cuivre, est agencé autour du moule pour maintenir des températures optimales lors du processus de compression. »
UNE COLLABORATION FRUCTUEUSE GRÂCE À LA PROXIMITÉ HUMAINE ET GÉOGRAPHIQUE
Lors d’une première collaboration et sur un projet aussi complexe, Il est essentiel que les deux partenaires se rencontrent en face à face pour des mises au point efficaces. Ainsi, l’équipe de projet ARRK s’est rendue à Zürich sur le site de 9T Labs pour se familiariser avec leur technologie innovante. A leur tour, les ingénieurs de 9T Labs ont visité l’usine ARRK près d’Annecy (France), ce qui leur a permis de suivre de près la production. Les échanges d’expérience ont grandement facilité la définition de la géométrie, la mise en place des mesures de températures et de la connectique intégrée dans le moule.
La communication constructive et dynamique entre 9T Labs et ARRK a été déterminante dans la livraison rapide de l’outillage final, permettant ainsi de lancer la production et de répondre aux exigences de rapidité du client.
En seulement deux mois, ARRK a réussi à livrer un outil opérationnel dans la machine, avec un résultat satisfaisant, ne nécessitant que quelques ajustements mineurs. Le déroulement fluide des opérations et la rationalisation des coûts de transports ont également été facilités.
Le client témoigne de l’efficacité de ce partenariat stratégique :
« Il est intéressant de se reposer sur des partenaires expérimentés dans leur domaine pour arriver plus vite au résultat attendu. Par exemple, ARRK a rapidement identifié les points techniques à modifier pour garantir l’état de marche et la longévité du moule compression. »
Au-delà de cette réussite, le partenariat entre 9T Labs et ARRK est un exemple concret de l’importance des collaborations de proximité pour relever des défis techniques complexes. Dans le parcours de croissance et d’établissement d’une start-up sur le marché, de tels partenariats stratégiques peuvent jouer un rôle crucial en facilitant l’accès à de nouveaux marchés, le renforcement de l’expertise et l’élargissement de l’offre de produits ou de services
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Ensemble, continuons de repousser les frontières de l’innovation dans le domaine du prototypage rapide et de la fabrication de petites séries
