Entretien publié initialement dans le numéro de septembre/octobre 2021 de 3D ADEPT Mag, puis mis en ligne en mars 2022. Les fonctions, projets et objectifs évoqués correspondent à cette période.
F3nice a été créée au printemps 2020 par Luisa Elena Mondora et Matteo Vanazzi, après une réflexion engagée en 2019 sur la valorisation des métaux issus du démantèlement offshore. Leur projet vise à transformer des déchets métalliques sélectionnés en poudre pour la fabrication additive, en lien avec la production de pièces à la demande.
Le nom F3nice fait référence à « Fenice », le phénix en italien. L’entretien évoque l’intérêt d’Equinor Ventures et une lettre d’intention, qui ne doit pas être assimilée à une prise de participation finalisée. Mondora répond à huit questions sur les matériaux, les essais et les objectifs environnementaux de l’entreprise.
Quels sont les services proposés par l’entreprise ?
Mondora : F3nice vend des matières premières de FA métallique durables et de haute qualité, avec un processus qui permet d’économiser plus de 90 % des émissions par rapport au processus standard. Pour certains utilisateurs finaux, F3nice offre la possibilité de recycler leur propre stock mort, la ferraille, et d’acquérir la matière première métallique fabriquée à partir de celle-ci, en accord avec leur mandat de durabilité vers l’économie circulaire et la réduction des émissions de CO2.
Selon vous, quelles sont les étapes clés du cycle de vie de la production de poudre ?
Mondora : Je dirais que le choix de la technologie d’atomisation n’est pas suffisamment pris en compte lors du choix de la matière première pour un processus de FA. Parlons des matériaux standard, tels que les aciers inoxydables, les alliages Inconel et autres. Aujourd’hui sur le marché, nous voyons des poudres fabriquées par atomisation à l’eau et IGA (atomisation sous gaz inerte) commercialisées vers des procédés d’impression très complexes tels que la fusion sur lit de poudre.
Étant donné que le coût de la matière première ne représente qu’une fraction très limitée du coût du processus de FA, pourquoi se contenter d’une poudre de qualité inférieure (en termes de morphologie, de rhéologie et d’autres caractéristiques) qui peut conduire à des propriétés inférieures sur l’artefact imprimé, alors que la matière première VIGA (atomisation par gaz inerte sous vide – en anglais, vacuum inert gas atomization) donne une qualité supérieure ? C’est la raison pour laquelle nous avons choisi VIGA comme technologie d’atomisation pour l’usine de F3nice pour ces matériaux.
Le choix décrit est celui de F3nice pour les matériaux concernés. La qualité d’une poudre ne dépend pas du seul nom du procédé : composition, contamination, distribution granulométrique, écoulement et application visée comptent aussi.
Ces étapes sont-elles nécessairement les mêmes lorsque vous utilisez des déchets pour produire des poudres ?
Mondora : Le tri et la préparation de la ferraille sont essentiels pour garantir la qualité standard élevée de la poudre et la répétabilité du processus ! Étant donné que le choix de la technologie d’atomisation est l’un des choix les plus importants que nous avons dû faire lorsque nous avons conçu notre usine de production.
Pouvons-nous recycler tous les types de poudres métalliques de FA, les déchets et les rebuts ?
Mondora : Avec la technologie VIGA, nous pouvons travailler avec tous les matériaux, à l’exception de ceux qui nécessitent une température de fusion plus élevée, comme le titane. Pour les alliages de titane (et d’autres alliages de grande valeur, qui nécessitent des lots plus petits), nous envisageons d’utiliser un deuxième atomiseur qui permet la fusion par plasma du métal d’entrée.
Précision technique : pour le titane, la réactivité du métal liquide et la maîtrise de la contamination comptent également, au-delà de la température de fusion. Des procédés sans creuset céramique, comme l’EIGA, sont notamment employés. L’entretien décrit les capacités et les projets de F3nice à cette époque.
La poudre recyclée a-t-elle les mêmes caractéristiques et propriétés que la poudre d’origine ?
Mondora : Oui ! Nous avons effectué une impression d’essai pour des spécimens de traction et d’élongation en utilisant la poudre F3nice sur une imprimante EOS M290, en utilisant les paramètres d’impression standard 316, puis nous avons imprimé les mêmes spécimens avec la charge d’alimentation de la marque EOS. L’Université de Stavanger a effectué des tests mécaniques sur les deux séries de spécimens et les résultats étaient alignés ; les différences dans les propriétés mécaniques étaient dans la plage d’erreur de la machine d’essai !
Les résultats rapportés concernent les éprouvettes et les conditions de cet essai. Ils ne démontrent pas une équivalence pour tous les alliages, toutes les propriétés ou toutes les pièces finales.
Prenons l’exemple du procédé de FA, largement utilisé : la fusion sur lit de poudre. Peut-on récupérer les poudres imprimables 3D F3nice dans une production donnée et les réutiliser ? (Si possible, combien de fois ?)
Mondora : La poudre F3nice est identique à toute autre poudre de haute qualité produite avec la technologie VIGA et peut être réutilisée pendant le processus d’impression autant de fois (le nombre dépend de l’alliage spécifique). La valeur ajoutée est que, lorsque la poudre est considérée comme «épuisée», l’équipementier peut contacter F3nice et demander qu’elle soit recyclée au lieu d’avoir à l’éliminer (à un coût élevé) en tant que déchet dangereux. F3nice peut fournir ce service non seulement pour ses produits mais aussi pour toute poudre.
Aucun nombre universel de réutilisations n’est donné. Le suivi de la poudre et les critères d’acceptation doivent être définis pour le matériau et le procédé ; réutiliser une poudre en fabrication et la recycler par refusion sont deux opérations différentes.
Nous savons que F3nice croit en un monde plus durable et s’efforce de jouer son rôle dans cette mission essentielle, mais dans quelle mesure vos produits/processus sont-ils durables ?
Mondora : Grâce à l’utilisation de 100% de ferraille comme matière première, à un mix énergétique très positif (nous sommes basés en Norvège où, selon electricitymap.org, plus de 95% de l’énergie provient de sources renouvelables) et à un processus breveté efficace pour le traitement de la ferraille, nous sommes en mesure d’économiser plus de 50% d’énergie et plus de 90% de CO2 par rapport au même produit fabriqué dans le reste de l’Europe (par exemple en Allemagne) avec un processus standard.
Les réductions de plus de 50 % d’énergie et 90 % de CO₂ sont des estimations de F3nice pour le comparatif décrit, et non des gains garantis dans toute application. Le chiffre sur les renouvelables concerne l’électricité : le gouvernement norvégien indiquait environ 98 % de production électrique renouvelable en 2020–2021, ce qui ne signifie pas que l’ensemble de l’énergie utilisée dans le pays était renouvelable.
Y a-t-il autre chose que vous aimeriez partager ?
Mondora : Nous venons de signer un contrat d’un an avec Equinor pour le traitement de leurs déchets, et la matière première qui en est issue sera utilisée pour imprimer des pièces pour la mise en service du champ Johan Castberg, près de Hammerfest, par Fieldmade – dans un véritable écosystème d’économie circulaire!
Le contrat d’un an et les pièces destinées à Johan Castberg évoqués dans la dernière réponse correspondent aux annonces de 2021 ; ce passage ne constitue pas une confirmation de leur réalisation ultérieure.
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