La première chose qui vient à l’esprit quand on parle de céramique est la poterie, pourtant un grand nombre d’industries dépendent de ce matériau/technique. La fabrication de composants en céramique a franchi une étape importante avec l’introduction de l’impression 3D et une entreprise qui se distingue parmi d’autres sur ce marché de niche est 3DCeram.
Cette société développe et commercialise une gamme d’imprimantes 3D en céramique. Elle accompagne également ses clients tout au long de la chaîne de valeur, de la CAO à la cuisson de pièces. Créée en 2001, par Richard GAIGNON et Christophe Chaput, au départ, l’entreprise proposait simplement un service de fabrication à la demande. Un business model qui commence avec des technologies conventionnelles avant de s’orienter progressivement vers les technologies SLA.
Richard GAIGNON, notre invité dans cette série d’Opinion de la Semaine, relate aujourd’hui le parcours de l’entreprise tout en mettant au centre du sujet l’importance de l’impression 3D céramique dans des industries où on ne l’attend pas.
De la fabrication à la demande au développement d’imprimantes 3D
3DCeram a développé sa propre marque d’imprimantes 3D : Ceramaker. Sa gamme comprend notamment la C100 EASY, la C3600 ULTIMATE et la fameuse la C900 FLEX.
« La C900 FLEX est notre machine historique. Elle dispose d’un plateau confortable de 300x300x100, adapté à la production en série. Nous avons développé des options pour cette machine, comme le SAM (Small Amount of Materials) pour lancer des impressions avec très peu de matière. Cela permet par exemple de qualifier une céramique. C’est une imprimante que nous voulons évolutive. C’est pourquoi, nous en avons conçu une version hybride. Elle est capable d’imprimer jusqu’à 4 matériaux supplémentaires (polymer, métal ou autre céramique) simultanément. Certains laboratoires utilisent la C900 pour développer leur propre mix pour imprimer du métal et d’autres ont montré des résultats très encourageants pour imprimer du SiC (Carbure du Silicium) », explique le co-président de 3DCeram.
La C100 EASY (plateau d’impression 100x100x150 mm) est adaptée à la démarche de prototypage de pièces et/ou à la qualification du process avant la transposition sur des Ceramakers* industrielles. Capable de produire des pièces de petites dimensions, la « C100 EASY fonctionne en binôme avec notre machine dédiée à la production industrielle ou mass customization, la C3600 ULTIMATE. Dernière-née de notre gamme, elle propose le plus grand plateau (600x600x300 mm) du marché de l’impression 3D pour céramiques », poursuit le co-président.
La stéréolithagraphie comme choix technologique
Parmi les cinq principaux procédés d’impression 3D céramique qui existent, 3DCeram a misé sur la SLA. Considérée comme une technologie flexible et simple d’utilisation, c’est une technologie qui permet le développement de nouveaux matériaux.
Pour ce qui est de 3DCeram, la SLA leur a permis de développer des nouvelles solutions pour améliorer le procédé de fabrication : « en post impression, couper les supports génère un taux de rebuts important, un problème que nous ne rencontrons pas avec notre technologie. La SLA nous a permis de développer le “stripping” support. Lors de l’impression, la pièce est enrobée dans une « mousse » non polymérisée, qui est ensuite facilement nettoyable. Simple à mettre en œuvre, la création d’un stripping support est simple et rapide. Puis viennent le déliantage et le frittage qui sont les 2 cycles de cuisson nécessaires à la céramique. Nous avons fait le choix chez 3DCeram d’accompagner nos clients sur l’ensemble du process jusqu’à la pièce finie. C’est pourquoi nous fournissons également les hottes de nettoyage et les fours.
Notre technologie SLA nous a également permis de développer le “Free link” qui consiste en un support, imprimé en simultané, à la forme exacte de la pièce. Cela sert au maintien de la pièce lors de l’impression mais également à la cuisson. Les risques de déformation au frittage sont alors maîtrisés », souligne Ricard GAIGNON.
Les applications de l’impression 3D Céramique
Comme expliqué plus haut, l’impression 3D Céramique n’est pas qu’une affaire de poterie ou d’ustensiles de décoration ou de cuisine, c’est une technique de fabrication qui sert beaucoup les industries de l’ingénierie électrique, pharmaceutique, l’énergie, l’automobile, le médical ou encore l’aérospatiale/aviation.
Dans le domaine médical par exemple, on a récemment vu comment la technologie pouvait être utilisée pour fabriquer des vaccins, ou comment elle a servi à la fabrication d’une pièce d’un appareil capable de diagnostiquer et traiter plus rapidement les AVC en salle d’opération.
Cependant, s’il y a un domaine qui intéresse de plus en plus l’impression 3D céramique, c’est celui de l’aérospatial. Pour GAIGNON, cela s’explique par le fait que c’est un marché qui « cherche avant tout à produire des pièces de plus en plus performantes avec une masse plus faible ». La céramique technique, est selon le porte-parole « le matériau de l’extrême qui propose des propriétés de haute performance en termes mécaniques et thermiques ».
La prochaine étape pour 3DCeram
L’impression 3D céramique est une technologie de fabrication qui a trouvé sa place sur le marché. Toutefois, la période compliquée dans laquelle le Coronavirus nous a plongés a fait émerger de nouveaux modèles d’affaire.
Si la relocalisation de la production a mis tout le monde d’accord, la FA a, selon les mots de GAIGNON, montré sa souplesse, sa réactivité et son agilité.
« Cette période nous conforte dans notre vision d’envisager la FA comme un outil de production industrielle à part entière et complémentaire des outils traditionnels. C’est dans ce sens que nous travaillons notre offre d’imprimantes, de formulations et de services.
Cette période nous a également permis de repenser nos habitudes commerciales. La digitalisation s’est avérée très utile et pertinente, voire incontournable. Au-delà de l’aspect commercial, nous voyons comme il est nécessaire aujourd’hui d’être “connecté”. L’impression 3D est une technologie d’avant-garde, encore maintenant dans un contexte industriel. La digitalisation, qui prend une place de plus en plus importante dans nos sociétés, représente une étape clé pour la FA. C’est pourquoi nous avons des programmes d’accompagnement, de maintenance, de SAV mais aussi de montée en expertise par la formation qui se prêteront à la digitalisation au profit de tous.
Nous poursuivons notre travail avec l’objectif de promouvoir la capacité de l’impression 3D d’intégrer la chaîne de valeur des industries productives. Cela passe par l’accentuation de l’automatisation du process. [Une fois l’automatisation intégrée et] le ROI (Return On Investment) déterminé, [l’impression 3D] pourra alors y apporter sa valeur ajoutée : la mass customization » conclut GAIGNON.
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