Les imprimantes 3D françaises ne sont pas légion, aussi saluons l’arrivée sur le marché d’Epeire 3D, un fabricant d’imprimantes additives industrielles, capables d’utiliser 350 000 références à granulés de polymères, métaux et céramiques normés, non transformés et disponibles à moindre coût auprès de fournisseurs indépendants.

« L’idée de développer une imprimante 3D utilisant directement des granulés de matériaux normés, non transformés et non propriétaires est née en 2016, de la confrontation des idées de François Migeot, industriel qui ne trouvait de machine adaptée aux besoins des clients pour lesquels il travaillait, et de Bruno Pluchard, expert en matériaux plastiques, alors professeur », explique Olivier Grateau, l’un des trois co-fondateurs de Epeire 3D.

Ils sont partis d’un constat simple, les machines basées sur le Fused Deposition Modeling (FDM) où l’on vient déposer un filament de fil de matériau que l’on fait fondre, ne sont capables d’utiliser qu’un nombre réduit de grades de matériaux qui ont déjà subi une première transformation, pour être vendus sous forme de bobines de fil. « Le choix est donc plus limité et certains matériaux proposés ne sont plus les matériaux mères, puisque l’on a été obligé d’y incorporer des additifs pour permettre cette première transformation, particulièrement pour les thermodurcissables. De plus, cette première transformation, pour passer des granulés bruts au fil utilisable, se fait au prix fort, avec un coefficient multiplicateur au kg se situant entre 5 et 10 ! »

D’où l’idée simple d’utiliser directement des granulés de matériaux mères bruts non-propriétaires et de les faire fondre dans la tête d’impression, qui va extruder le matériau fondu au point de dépose, grâce à une vis sans fin. « Cela permet de choisir exactement le grade dont on a besoin parmi les centaines de milliers de références de polymères existantes qui ont été caractérisés, en conservant leurs propriétés physiques et chimiques. De plus, les industriels peuvent aussi tester et utiliser rapidement leurs propres mélanges. »

350 000 références de granulés utilisables

Mais si l’idée est simple, il a quand même fallu pas moins de 4 prototypes, débouchant sur 9 brevets internationaux, pour développer une machine de qualité industrielle. Cela a été possible grâce à une première levée de fonds de 600 k€ et au soutien de BPI France, ainsi que de la Région Hauts-de-France, Epeire 3D étant basée à Haubourdin dans la banlieue de Lille.

C’est ainsi qu’est née l’Epeire T-600, qui sera présentée au salon 3D Print début avril à Lyon. Cette machine peut être équipée d’une ou deux têtes d’impression avec un volume de travail allant jusqu’à 700 x 450 x 700 mm et un débit matière jusqu’à 2 500 cm³/h. « Une machine qui accepte un éventail de matériaux ayant une dureté Shore A pouvant aller de 0 à 100, donc du très mou au très dur, ce qui est particulièrement intéressant pour imprimer des pièces en élastomères. »

Comme cette machine est utilisable avec une ou deux têtes, cela permet d’imprimer simultanément une pièce bi-matière, typiquement une poignée avec une structure rigide et un revêtement partiel souple pour une meilleure prise en main. Ce qui est comparable au surmoulage.

Vous l’aurez compris, ce n’est pas une machine destinée aux ‘‘makers’’, mais une machine destinée à être intégrée dans un processus de production industriel, faisant la part belle à l’impression 3D pour la petite et la moyenne série, sans avoir à se ruiner en bobines de fil.

Côté développement durable, notons que cette machine dispose d’une ‘‘bulle chaude’’ locale à 350°C, au niveau de la buse d’impression, ce qui évite de maintenir toute l’enceinte à haute température, limitant ainsi la puissance nécessaire à 1 100 W pour l’ensemble de la machine. De plus, cette machine accepte aussi les granulés de matériaux biosourcés, ainsi que des granulés recyclés.

« Bien évidement, on n’a pas testé toutes les références de polymères différentes. Mais on a déjà mené des essais avec une demi-douzaine de matériaux dans chaque grande famille de polymères (Styréniques ; Polyesters ; Polyamides ; Polyuréthanes ; Polycarbonates ; Acryliques ; Chlorés ; Fluorés ; Élastomères…), sachant que la mise au point de l’impression avec un nouveau matériau se fait généralement en moins d’une demi-heure. Ce qui a par exemple été le cas avec des industriels qui ont voulu tester notre machine avec des polymères de leur formulation. »

Des polymères aux métaux et à la céramique

Mais l’aventure ne s’arrête pas là, puisqu’en modifiant la tête et ses paramètres de fonctionnement, ainsi que le logiciel de pilotage, la machine peut aussi imprimer des métaux, tels le titane, l’inox, l’inconel ou le cuivre, ainsi que des céramiques. « C’est ce qui fait la différence par rapport à nos concurrents. L’architecture et la construction robuste de nos têtes d’impression autorisent, moyennant quelques adaptations, l’utilisation des matériaux abrasifs, qu’il s’agisse de polymères chargés, de métaux ou prochainement de céramiques. » Ainsi l’Epeire T-Titane avec le parachèvement par frittage sera présentée à Formnext 2022 en novembre à Frankfort.

Reste maintenant à développer la notoriété de cette solution industrielle innovante, car multi-matériaux, dans un marché où il existe déjà une bonne douzaine de concurrents, rien que sur les polymères. « Nous nous y employons et les qualités de notre machine nous y aide grandement si l’on en croit les retours des tests menés avec de nombreux industriels. De plus, nous avons mené des essais avec des laboratoires, tels le CRITT pour les caractéristiques mécaniques et le Namsa pour la cytotoxicité du titane, afin d’obtenir des labels reconnus par l’industrie. Un réseau de distributeurs est aussi en cours de création C’est pourquoi nous espérons vendre entre 5 et 10 machines dès cette année. »

« Nous sommes aussi fiers d’être un fabricant français, certes parmi une douzaine de fabricants pour les polymères dans le monde, mais le seul au monde à pouvoir imprimer à partir de granulés de métal, pour un prix sans commune mesure avec le frittage sélectif par laser (SLS). »

Une imprimante 3D industrielle française, capable d’utiliser plus de 350 000 références de polymères, céramiques et métaux, directement sous forme de granulés normés, non transformés et non propriétaires, disponibles auprès de fabricants internationaux reconnus, voilà qui mérite d’être mis en pleine lumière. Souhaitons-lui la même propagation que celle de l’araignée éponyme de nos jardins qui, discrètement, tisse une toile solide en produisant elle-même son fil.

Jean-François Prevéraud