Un tournant pour l'impression 3D métal ?

Magie pratique

Siemens Energy et Seurat Technologies ont une nouvelle formule pour les calculs de décarbonation de la fabrication additive.

Par Heather Clancy

10 mai 2023

Une vue de l'usine de production initiale de Seurat. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Seurat Technologies.

Le conglomérat allemand Siemens n'est pas étranger à la fabrication additive - que l'entreprise décrit comme "l'impression 3D au maximum". Elle vend même des logiciels et des services destinés aux fabricants intégrant ces technologies numériques dans leurs processus de conception et de production. Il est donc logique que Siemens Energy, spécialisée dans les turbines, les générateurs et le stockage, adopte cette approche pour ses propres produits. Les deux sont des entités distinctes depuis avril 2020, mais l'histoire est là.

La dernière illustration en date de cette philosophie est le contrat que Siemens Energy a dévoilé début mai avec Seurat Technologies, une start-up à croissance rapide dans les technologies du climat industriel fondée en 2015 à Wilmington, dans le Massachusetts.

La perception commune est que l'impression 3D est idéale pour le prototypage ou pour créer des composants ou des objets en lots à faible volume - la pratique est assez courante parmi les entreprises de l'aérospatiale et de la santé, pour ne citer que deux secteurs. Comme je l'ai signalé au printemps dernier, Seurat remet en question ce récit en concevant des technologies d'impression 3D sur métal destinées à la production à grand volume. La société affirme que ses systèmes actuels sont déjà 10 fois plus rapides que les autres options d'impression 3D sur métal, et elle promet un avantage de vitesse 100 fois supérieur d'ici 2025.

En d'autres termes, il peut imprimer des choses en quelques heures plutôt qu'en semaines ou en mois.

Pourquoi si rapide ? L'approche de Seurat s'appuie sur l'idée du pointillisme - il a été nommé en hommage au peintre impressionniste auquel cette technique est généralement associée. Sa technologie - née d'une solution de contournement de fabrication utilisée dans un projet d'énergie de fusion nucléaire à Lawrence Livermore Labs (oui, vraiment) - applique des faisceaux laser au motif en cours de création. Pensez à la pixellisation. Cela permet aux systèmes de Seurat d'estampiller les conceptions plus rapidement que les imprimantes traditionnelles qui appliquent les choses en couches. Le pitch : les travaux peuvent prendre des heures plutôt que des semaines ou des mois.

L'autre chose que promet Seurat est la parité des prix par rapport au processus par lequel ces types de composants sont généralement créés - en utilisant des processus de coulée et de moulage. Il tourne pour environ 150 $ par kilogramme d'ici 2025, avec un objectif de 25 $ par kg fixé pour 2030, selon la documentation marketing de l'entreprise.

Seurat a jusqu'à présent levé 91,5 millions de dollars auprès de sociétés de capital-risque et de fonds d'innovation d'entreprise. Ce qui nous ramène à Siemens Energy, également l'un de ces investisseurs, et également un grand partisan de la fabrication additive. "Siemens Energy est toujours à la recherche de technologies innovantes qui peuvent transformer l'avenir tout en créant un monde plus durable", a déclaré Enrique Gonzales Zanetich, responsable de la construction d'entreprises pour Siemens Energy, dans un communiqué. « Nous sommes enthousiasmés par notre future impression de pièces de haute qualité avec des économies d'échelle fantastiques pour réaliser des économies de coûts. Nous avons investi dans Seurat Technologies et pensons que le renforcement de notre partenariat pourrait contribuer à accélérer la décarbonation dans l'industrie à grande échelle.

La pièce que Seurat produira pour Siemens Energy est un segment d'étanchéité de turbine fabriqué à partir d'un alliage à base de nickel - c'est un composant que l'entreprise n'avait pas envisagé auparavant comme candidat à l'impression 3D, m'a dit le co-fondateur et PDG de Seurat, James DeMuth. "Si un client est prêt à nous payer pour qualifier ses pièces, nous l'obligerons."

Au cours des six années du contrat, Seurat produira 59 tonnes de segments d'étanchéité et des composants associés. Le grand avantage claironné dans le communiqué de presse sur l'accord est les économies de coûts potentielles, mais l'approche réduit également les émissions associées à la production de la pièce, car la technologie de Seurat est alimentée par l'électricité solaire et éolienne que l'entreprise s'approvisionne localement, a déclaré DeMuth. L'équation que Seurat utilise pour en parler est 1 tonne de réduction d'émissions pour chaque tonne de composants fabriqués. L'approche réduit également considérablement les matières premières nécessaires à la production, a déclaré DeMuth, ce qui réduit les rebuts.

Ampower, une société de conseil spécialisée dans la fabrication additive, estime la valeur actuelle de l'industrie à 3,2 milliards de dollars. Dans un commentaire publié dans le cadre du communiqué de presse de Seurat, l'associé directeur de l'entreprise, Maximilian Munsch, a déclaré : "Depuis plusieurs années maintenant, l'industrie de l'énergie utilise efficacement l'impression 3D métal pour la production de composants de turbines, atteignant un haut niveau de maturité. L'impression 3D métal est devenue une technologie habilitante cruciale pour l'innovation afin de réduire considérablement l'empreinte carbone tout au long de la durée de vie de la turbine. Nous prévoyons que la demande pour ces composants augmentera de 26 % par an.

Il y a du travail à faire avant que Seurat ne commence à livrer les pièces, en commençant par ajouter plus de systèmes à son usine de production, qui fonctionne déjà à pleine capacité et ne peut pas accueillir de travaux supplémentaires. L'accord verra les entreprises travailler d'abord sur la qualification des pièces produites à l'aide du procédé Seurat pour des qualités telles que la manipulation des matériaux, la résistance à la traction et la résistance. Ce travail aura lieu au début de 2024, avec une augmentation de la production d'ici 2025, a déclaré DeMuth.

Cet accord particulier peut sembler petit dans l'ordre des choses, mais je pense qu'il illustre le nouvel état d'esprit qui remodèle la politique industrielle américaine - et un autre exemple d'une entreprise qui réduit son empreinte carbone en faisant plus que des crédits carbone. Vous avez d'autres exemples à partager ? Glissez-moi une note à [email protected].

Note de l'éditeur : Cette histoire a été mise à jour le 10 mai pour clarifier la relation entre Siemens et Siemens Energy.

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