Comment FA repousse les limites de la gestion thermique : Les réflexions de Michael Fuller, PDG de Conflux Technology
10 mars 2025 | Temps de lecture : 5 min
Dans un épisode récent de l'Additive Snack Podcast, l'animateur Fabian Alefeld s'est entretenu avec Michael Fuller, fondateur et PDG de Conflux Technology, pour explorer la manière dont la fabrication additiveFA transforme l'industrie des échangeurs de chaleur. Leur conversation a révélé des informations précieuses sur les défis techniques, les opportunités de marché et la trajectoire future de cette application innovante de la technologie d'impression 3D.
De la Formule 1 à la fondation du Conflux : Le parcours d'un ingénieur
Le parcours de Michael Fuller jusqu'à la création de Conflux a été façonné par sa passion précoce pour le sport automobile. À l'âge de 12 ans, il a écrit des lettres aux équipes de Formule 1 pour leur demander comment il pourrait un jour travailler avec elles. Suivant leurs conseils, il a obtenu un diplôme d'ingénieur et a finalement passé 15 ans dans l'industrie européenne du sport automobile, en Formule 1, dans les courses d'endurance du Mans et dans le championnat du monde des rallyes.
Cette vaste expérience dans le domaine du sport automobile a permis à Fuller de prendre conscience de deux éléments essentiels qui allaient influencer la création de Conflux :
- Les défis du transfert de chaleur : Les véhicules de course génèrent d'énormes quantités de chaleur qui doivent être gérées efficacement pour obtenir des performances optimales.
- Adoption précoce de la FA: l'industrie du sport automobile a été la première à adopter la fabrication de formes libres et le prototypage rapide.
L'une des étapes décisives a été franchie lorsque Fuller a compris comment l FA pouvait prolonger la durée des essais en soufflerie pour les équipes de Formule 1. En utilisant l'impression 3D pour des composants complexes tels que les conduits de frein - qui nécessitaient traditionnellement 60 à 80 pièces d'outillage par virage - les équipes pouvaient gagner 2 à 3 semaines de temps supplémentaire pour les essais aérodynamiques, un compromis qui l'emportait sur la légère pénalité de poids des pièces imprimées.
Après être rentré en Australie pour des raisons familiales, Fuller s'est cassé la cheville et a dû rester à la maison pendant 10 semaines. Pendant cette période, il a conçu un concept d'échangeur de chaleur qui ne pouvait être fabriqué que de manière additive, en utilisant l'EOS M 280 d'une entreprise de fabrication sous contrat. Ce concept est à l'origine de Conflux Technology, qu'il a fondé en 2014.
Les avantages techniques des échangeurs de chaleur à additifs
Fuller a expliqué que les performances des échangeurs de chaleur sont principalement évaluées en fonction de trois paramètres clés :
- Efficacité du transfert de chaleur : L'efficacité avec laquelle l'appareil transfère la chaleur entre les fluides.
- Perte de charge : La résistance à l'écoulement rencontrée lorsque les fluides passent à travers l'échangeur.
- Poids/volume de l'emballage : La taille physique et la masse.
Traditionnellement, ces facteurs impliquent des compromis - un transfert de chaleur plus élevé signifie généralement une chute de pression plus importante ou une taille plus grande. Cependant, la FA a permis à Conflux de s'affranchir de ces contraintes :
- Géométrie de surface tridimensionnelle avec des caractéristiques à haute résolution.
- Géométrie adaptative qui peut changer dans l'ensemble du dispositif pour tenir compte des propriétés thermo-physiques variables lorsque les fluides passent d'une température élevée à une température basse.
- Structures internes optimisées qui induisent un mélange efficace sans restriction inutile du flux.
Rapport performance/coût : Le défi du marché
Si les avantages en termes de performances des échangeurs de chaleur de Conflux sont convaincants, M. Fuller s'est montré franc quant aux réalités actuelles du marché. La technologie de l'entreprise n'est pas encore destinée à des applications de masse telles que les radiateurs des véhicules grand public. L'entreprise se concentre plutôt sur des applications où les contraintes de performance sont primordiales et le coût secondaire, comme le sport automobile, l'aérospatiale, la mobilité aérienne avancée et les systèmes spatiaux.
Fuller a fait part d'une comparaison révélatrice : un échangeur de chaleur Conflux peut avoir un cinquième de la taille d'un échangeur conventionnel, mais son prix est actuellement plus élevé. L'objectif est de réduire cet écart de prix de "100x à 10x" en poursuivant l'innovation et en augmentant la production.
Le défi de la fabrication : La précision à l'échelle
Le processus de fabrication de ces échangeurs de chaleur complexes présente des défis extraordinaires. Fuller a décrit la précision requise :
- Les échangeurs de chaleur peuvent contenir jusqu'à 200 000 ailettes.
- Chaque ailette peut être reliée à des structures tubulaires en plusieurs endroits, créant ainsi 400 000 points de connexion.
- L'ensemble de la structure est construit couche par couche sur 10 000 à 15 000 couches.
- Une simple fuite par piqûre d'épingle rend l'ensemble de l'appareil inutilisable
La complexité de la fabrication ne consiste pas seulement à atteindre cette précision une fois pour toutes, mais aussi à le faire de manière fiable à grande échelle. Cela nécessite une compréhension approfondie des éléments suivants
- Propriétés des matériaux à des épaisseurs de parois fines (inférieures à 500 microns)
- Réponses non linéaires des propriétés mécaniques, telles que l'élongation, à ces échelles
- Paramètres de processus optimisés spécifiquement pour les géométries d'échangeurs de chaleur
- Systèmes rigoureux de contrôle de la qualité
L'avenir : L'impact à grande échelle
L'aspect le plus ambitieux de la vision de Conflux est peut-être son projet d'augmenter considérablement la production. Fuller a présenté une feuille de route visant à répondre aux besoins des clients en matière de production en grande quantité - potentiellement jusqu'à 50 000 unités par an d'ici 2028-2030.
Pour ce faire, Conflux développe une "approche modulaire basée sur les cellules" de la production qui pourrait être déployée à proximité des lignes d'assemblage des clients ou au sein de leurs chaînes d'approvisionnement. Ce système comprendrait
- Agrégation de technologies existantes
- Des machines conçues sur mesure pour des besoins de production spécifiques
- Un système d'exploitation logiciel pour gérer l'authentification des utilisateurs, la protection de la propriété intellectuelle et la production commerciale
L'objectif est de créer un "schéma directeur" pour la production d'échangeurs de chaleur qui tire parti de la propriété intellectuelle et de l'expertise de Conflux, mais qui peut être déployé à l'échelle mondiale pour répondre à la demande des clients.
Applications du marché et adoption par l'industrie
La technologie de Conflux a trouvé des applications dans de nombreux secteurs :
- Le sport automobile : Leur marché d'origine, où la performance est primordiale
- L'automobile : Particulièrement dans le développement des véhicules électriques, bien que les récents reculs de l'industrie aient ralenti la croissance.
- Mobilité aérienne avancée : Un marché naissant mais en pleine croissance avec une activité de développement importante
- L'espace : Conflux travaille déjà avec de grands équipementiers et des fournisseurs de moindre importance.
- Applications industrielles : Y compris les IRM et, ironiquement, certaines machines de FA
M. Fuller a noté que les applications industrielles offrent moins de possibilités que les transports et l'aérospatiale, principalement parce que les contraintes d'espace sont moins importantes dans de nombreux contextes industriels.
La flexibilité comme avantage concurrentiel
Au-delà des mesures de performance pure, Fuller a souligné un autre avantage important de l'approche de Conflux : la flexibilité dans la conception et la production. Contrairement aux échangeurs de chaleur conventionnels, qui nécessitent souvent un rééquipement important pour modifier la conception, Conflux peut rapidement itérer et personnaliser les conceptions.
Cette flexibilité se manifeste par deux offres principales :
- Familles de produits configurables : Conceptions pré-développées qui peuvent être rapidement adaptées aux besoins spécifiques des clients avec un minimum de coûts d'ingénierie non récurrents.
- Solutions entièrement personnalisées : Programmes de développement complets pour des applications uniques aux exigences extrêmes
La voie à suivre : Défis et opportunités
Alors que Conflux continue de mûrir, l'entreprise doit équilibrer les investissements en recherche et développement entre l'amélioration des performances et la réduction des coûts. Elle doit sélectionner soigneusement les matériaux en fonction des exigences techniques et de la demande du marché, en procédant à une caractérisation rigoureuse et au développement de processus pour chaque nouveau matériau qu'elle adopte.
La mise à l'échelle de la production pour répondre à la demande future reste leur plus grand défi, mais aussi leur plus grande opportunité. En développant des systèmes de production pouvant être déployés à l'échelle mondiale, Conflux vise à transformer la fabrication d'échangeurs de chaleur et à rendre ses solutions à haute performance disponibles à grande échelle.
Comme l'a conclu Fuller, il ne s'agit pas seulement de créer de meilleurs échangeurs de chaleur, il s'agit de "dimensionner pour l'impact".
Passer du concept d'un ingénieur de Formule 1 à un plan de fabrication mondial est ambitieux, mais Conflux Technology semble bien placé pour mener cette transformation dans le domaine de la gestion thermique.
Pour en savoir plus sur Michael Fuller et sur l'avenir de la fabrication additive pour les échangeurs de chaleur, écoutez l'épisode complet de l'Additive Snack Podcast.
