J’ai rencontré Evan Bucther lors de RAPID+TCT 2026 à Boston. Sur leur stand étaient exposées des brochures présentant ce dont PanX est capable. Avant même de les lire, mon attention a été captée par les images qui y figuraient : des pièces de fusée. Des pièces que 3D ADEPT Media avait déjà couvertes : le moteur-fusée aerospike fabriqué par AMCM et un composant de fusée de démonstration réalisé sur une imprimante 3D AMCM M 8K. Ces pièces sont connues dans cette industrie pour la complexité qu’elles représentent : leur géométrie, les contraintes thermiques, l’ambition technique considérable qu’elles incarnent.
Reserved. – Thermal simulation of an aerospace part.
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réservés. – Simulation thermique d’une pièce aérospatiale
Voir ces images sur le stand d’un éditeur de logiciels de simulation m’a laissé penser que, quoi que fasse PanX, l’entreprise évolue dans une catégorie à part. J’ai donc fait mes devoirs.
Une jeune entreprise avec des décennies d’expertise.
Sur le papier, PanOptimization est une entreprise relativement jeune, fondée en 2022. Dans les faits, ses fondateurs possèdent le type d’expérience qui ne s’acquiert qu’au fil de toute une carrière:
– Dr Pan Michaleris cumule plus de 40 ans d’expérience dans la simulation de la FA et du soudage. Professeur de génie mécanique à Penn State, il est l’auteur du solveur CUBES, le tout premier outil commercial de simulation pour la fabrication additive, devenu par la suite Netfabb Simulation après son rachat par Autodesk en 2016, via l’acquisition de Pan Computing LLC.
– Dr Erik Denlinger, son cofondateur, apporte 14 ans d’expérience dans le même domaine. Autrement dit, lorsque PanOptimization présente PanX comme une plateforme de nouvelle génération, c’est l’initiateur même de cette catégorie qui fait son retour avec une architecture fondamentalement différente.
En particulier pour les applications de production, où l’écart entre ce que les outils historiques peuvent gérer et ce dont le marché a réellement besoin n’a jamais été aussi grand. Il serait peut-être plus juste, comme le suggèrent les fondateurs eux-mêmes, de considérer PanX comme l’acteur historique.
L’essai-erreur érigé en pratique courante
La simulation pour la fabrication additive n’est pas un sujet nouveau. Chez 3D ADEPT Media, nous avons abordé la question sous de multiples angles au fil des années : simulation pour la FA composite, pour l’impression 3D polymère, pour les pièces grand format, à travers des solutions développées par des éditeurs de logiciels indépendants spécialisés et par des collaborations entre éditeurs de logiciels et fabricants de machines. Le débat autour de l’analyse par éléments finis (FEA) s’est également considérablement élargi depuis notre dernière tribune.
Pourtant, depuis, l’industrie n’a pas beaucoup changé sa manière habituelle de procéder lorsqu’il s’agit de fabriquer des pièces de production complexes. Pour l’équipe de PanOptimization, faute de modélisation adéquate, la fabricabilité était tout simplement testée en fabriquant la pièce.
« Si l’impression échoue ou ne respecte pas les tolérances, on recommence. La qualification des pièces se fait de la même manière : par des essais destructifs sur une pièce, afin de s’assurer qu’elle convient à son application finale. Cette réalité se traduit par le fait que, lorsque vous demandez un devis à un fournisseur pour une pièce, le coût représente plusieurs fois celui d’une pièce unique. Les itérations expérimentales sont intégrées au prix du devis. »
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Cela signifie que le coût de l’absence de simulation se répercute sur les prix d’achat dans l’ensemble de l’industrie. Chaque devis qui intègre une marge pour les itérations ratées constitue, de fait, une reconnaissance à l’échelle du marché que les modèles fondés sur la physique ne sont toujours pas appliqués de manière universelle.
L’équipe de PanOptimization établit un parallèle avec l’énergie nucléaire, un secteur où la conformité fondée sur la simulation est une exigence réglementaire. Dans le nucléaire, si une fissure apparaît dans un réacteur, on ne soumet pas le réacteur à des essais destructifs. La mécanique de la rupture, souvent associée à la modélisation par éléments finis, sert à évaluer le risque de propagation, et ces méthodes sont intégrées dans les normes réglementaires elles-mêmes. Les fondateurs de PanX estiment que la FA suivra la même voie.
Comment l’industrie a contourné la question de l’évolutivité par la simplification
Les précédents échanges sur la simulation pour la FA montrent que la plupart des outils de simulation ont été conçus, et sont restés optimisés, pour des pièces de petite à moyenne taille à la géométrie maîtrisable. Pendant des années, l’industrie a contourné cette limite par la simplification : suppression de détails géométriques (defeaturing), réduction de la densité du maillage, acceptation d’une précision moindre en échange de la faisabilité des calculs.
Selon PanOptimization, les solveurs FEA traditionnels peuvent généralement gérer environ 5 à 10 millions de nœuds avant que l’utilisateur ne doive commencer à faire des compromis sur la fidélité géométrique et, par extension, sur la précision des prédictions. Pour un support ou un petit composant, ce plafond est rarement atteint. Pour un moteur-fusée ou une grande pièce structurelle aérospatiale, il l’est presque immédiatement.
L’approche de PanX repose sur une nouvelle méthodologie de modélisation multigrille (Multi-Grid Modeling) qui repense la façon dont les maillages FEA sont générés et dont le problème thermomécanique est résolu. « PanX n’a pas une telle limite et peut mailler et résoudre des maillages FEA comprenant des centaines de millions, voire des milliards de nœuds », a déclaré l’équipe à 3D ADEPT Media.
De la prédiction des problèmes à leur résolution
Une grande partie des échanges au sein de l’industrie autour de la simulation de la FA s’est concentrée sur la prédiction des déformations : comprendre où une pièce va se voiler, se déformer ou s’écarter de sa géométrie prévue pendant la fabrication. C’est sur ce terrain que des outils comme Ansys Additive, Simufact Additive ou Amphyon se sont affrontés, chacun avec une approche différente pour concilier précision, rapidité et complexité des pièces.
Notre échange avec PanOptimization met en évidence deux points sur lesquels PanX se démarque :
– Le premier est le passage des tendances de déformation à des prédictions de haute précision. La plupart des outils de simulation de la FA basés sur la FEA se sont montrés fiables pour identifier où les problèmes surviendront (par exemple, le sens du gauchissement, les zones exposées à des concentrations de contraintes), à condition que la pièce ne soit pas trop complexe géométriquement.
Ce qu’ils ont eu du mal à fournir de manière constante, c’est une prédiction précise de l’ampleur : de combien une pièce va se déplacer, quelle température elle atteindra localement, à quoi ressemble réellement la répartition des contraintes résiduelles. PanX revendique une prédiction de haute précision des champs de déformation, de température et de contraintes, à toutes les échelles, dans des flux de travail que les équipes de production existantes peuvent intégrer sans expertise spécialisée en simulation.
« Ces résultats peuvent à leur tour servir à la conception, à la fabricabilité et à la qualification de pièces de toutes tailles, d’une manière qui s’intègre parfaitement aux flux de production existants, avec une exécution très rapide. Nous travaillons directement avec les principaux fabricants de machines (OEM) pour intégrer ces optimisations anticipatives (feed-forward) directement dans leurs processeurs d’impression », soulignent-ils.
– Le second changement est peut-être plus important encore : dépasser totalement la prédiction pour aller vers l’optimisation. PanX peut non seulement détecter qu’une fabrication va échouer, mais aussi ajuster les temps de pause, la géométrie et les paramètres d’impression pour éviter cet échec. Pour reprendre les termes des fondateurs, cela permet de « retirer à l’utilisateur une grande part des tâtonnements » et traduit une vision nettement plus large du rôle que la simulation doit jouer dans un flux de travail de FA.
Regard sur deux procédés de fabrication que la solution logicielle peut prendre en charge
PanX s’intègre directement aux logiciels des fabricants de machines, comme Flow de Velo3D (image : avec l’aimable autorisation de Velo3D)
Le LPBF et le dépôt de matière sous énergie concentrée (DED) illustrent deux procédés aux dynamiques thermiques et mécaniques véritablement différentes. La fusion sur lit de poudre construit la pièce couche par couche dans un environnement contrôlé, avec des géométries de pièces relativement contraintes et des gradients thermiques bien caractérisés. Le DED, en revanche, dépose la matière sur un substrat qui peut lui-même présenter n’importe quelle géométrie, ce qui rend le défi de modélisation intrinsèquement plus ouvert.
D’un point de vue physique, les équations fondamentales sont les mêmes pour les deux procédés. La complexité du DED provient de degrés de liberté plus nombreux : la géométrie du dépôt, la géométrie du substrat et l’interaction entre les deux doivent toutes être modélisées avec précision. Selon les fondateurs, PanX semble être la seule plateforme réellement présente aujourd’hui sur le segment de la simulation DED à l’échelle de la pièce.
Le véritable concurrent n’est pas un autre éditeur de logiciels
Des acteurs établis de la simulation pour la FA ont acquis des positions solides sur le marché. L’argument concurrentiel de PanX repose toutefois sur une combinaison d’atouts : une précision supérieure, des temps de résolution plus courts, des besoins matériels moindres (de nombreuses simulations peuvent tourner sur un ordinateur portable d’ingénieur) et une intégration aux flux de travail qui ne nécessite pas d’analystes en simulation dédiés.
Les pièces complexes exigent un autre modus operandi. Selon nous, le véritable concurrent reste une culture de l’impression par essai-erreur que les équipes de production ont normalisée, souvent sans même s’en rendre compte.
L’argument de PanX est que le coût de cet état d’esprit se voit dans les devis des fournisseurs, dans les itérations d’impression ratées, dans des pièces dont la qualification prend des mois plutôt que des semaines. Selon les propres mots des fondateurs : « Le principal avantage sur lequel nous avons misé, c’est notre technologie de base, qui représente véritablement un changement de paradigme pour l’industrie. »
