Quand le voyage vers l'inconnu recommence
Dunlee et EOS dévoilent le potentiel des structures de tungstène en 3D
2 septembre 2024 | Temps de lecture : 10 min
L'année 2007 a marqué le début de la collaboration entre Dunlee et EOS sur le thème du tungstène. Elle a été déclenchée par la recherche d'un moyen d'améliorer la qualité des images de tomodensitométrie. Il en est résulté des grilles antidiffusion en tungstène - une véritable percée à l'époque, qui a façonné le marché pendant plusieurs années. Depuis, le processus de production a été perfectionné et permet aujourd'hui de produire plus de 100 000 grilles par an. La suite et les raisons pour lesquelles le tungstène jouera un rôle dans les montres de luxe, les accélérateurs de particules et l'espace.
Retour aux sources : Le chemin vers la grille antidiffusion
En raison de sa densité élevée, le tungstène est un matériau idéal pour absorber les rayonnements diffus indésirables. Dunlee a voulu tirer parti de cette propriété pour devenir un pionnier des réseaux antidiffusion en tungstène et améliorer considérablement la qualité des images de tomodensitométrie. Jan Philippe Grage, Business Manager 3D Printing chez Dunlee, explique les premières étapes : "Mes collègues de l'époque ont rapidement convenu qu'une structure fine en tungstène ne pouvait être réalisée que par l'impression 3D - mais celle-ci n'en était encore qu'à ses balbutiements en 2007. Chez EOS, en revanche, on était prêt à se lancer dans l'inconnu.
Jusqu'alors, des parois aussi fines que 100 μm n'avaient pas été produites à l'aide de la technologie 3D. La première étape a été franchie lorsque EOS a démontré que des structures aussi fines pouvaient être réalisées avec de l'acier. Parallèlement aux travaux de faisabilité technique, Dunlee a été convaincue d'investir dans le concept innovant. Il a fallu préciser comment la technologie pouvait être intégrée dans les processus de fabrication existants d'un grand groupe de technologie médicale. "Une fois l'analyse de rentabilité approuvée, une autre étape importante a été franchie", explique M. Grage.
Quelques jours après la décision, EOS a livré un système d'impression 3D EOS M 270 adapté à l'application et a commencé à travailler sur la chaîne de processus. La preuve de concept a été réalisée en 2012, et le premier client est arrivé en 2014. "Une fois que nous avons compris ce que nous avions réalisé - une qualité d'image jusqu'à quatre fois supérieure - le client a immédiatement adhéré au projet. Il s'agit d'une percée qui a eu un impact considérable sur le marché pendant plusieurs années." Entre-temps, des systèmes EOS M 290 systèmes sont utilisés, qui ont été adaptés aux besoins du client par AMCM, la filiale d'EOS.
Plus efficace, plus rapide, meilleur : Seul le processus parfait compte
Comme partout ailleurs, les concurrents de ce segment de produits n'ont pas dormi profondément. Les acteurs européens, chinois et américains ont commencé à lancer des produits similaires et la concurrence s'est intensifiée. "D'une part, nous sommes spécialisés dans la technologie médicale et connaissons donc nos clients beaucoup mieux que les fournisseurs de services généraux. D'autre part, ces dernières années, nous avons travaillé intensivement sur tous nos processus afin de devenir de plus en plus efficaces", déclare M. Grage pour expliquer la stratégie de Dunlee sur le marché.
L'ensemble du processus a été pris en compte, de l'inspection à l'arrivée au processus d'impression 3D lui-même, en passant par la manipulation et la mesure du produit fini. Un degré élevé d'automatisation a permis d'accroître encore l'efficacité. La production fonctionne désormais 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, en cinq équipes, avec une production annuelle de plus de 100 000 grilles. Le processus de construction lui-même est désormais très efficace, avec un processus de 80 µm et des tolérances réduites à +/-15 µm. D'ici 2027, le volume devrait passer à un million de grilles par an, produites avec les technologies d'impression 3D EOS et AMCM.
"Nous avons doublé notre capacité avec EOS à deux reprises ces dernières années, ce qui nous a permis d'apprendre beaucoup de choses de part et d'autre", explique M. Grage. "Je pense qu'il est positif que nous nous lancions des défis mutuels et que nous trouvions des innovations. Un ingénieur de service d'EOS est sur place pendant cinq jours, et si nous avons besoin d'autre chose, c'est EOS qui vient à nous. C'est formidable."
Où voulez-vous aller ? Conquérir de nouveaux marchés avec le tungstène
Grâce à l'amélioration des processus et à l'analyse approfondie des données relatives à la production de réseaux antidiffusants, Dunlee a acquis au fil des ans une grande expertise dans le traitement du tungstène. La question est maintenant de savoir comment cette connaissance des processus peut être utilisée pour un nouveau voyage dans l'inconnu. Même si Dunlee se concentre sur la technologie médicale, la technologie et les connaissances peuvent être utilisées pour des applications dans de nombreuses autres industries. Ces différents marchés ne peuvent être envisagés que si le processus de base développé avec EOS est adapté. Le flux de travail, la manipulation des composants et le traitement varient, mais de nombreuses exigences sont déjà couvertes par la certification ISO13485 de Dunlee.
"Nous étudions actuellement des applications dans le domaine du contrôle non destructif, par exemple. Là aussi, les systèmes de tomodensitométrie doivent fournir une qualité d'image élevée, que ce soit dans le scanner de sécurité de l'aéroport ou dans la numérisation des produits. Un autre domaine d'intérêt, selon Jan Philippe Grage, est la fusion nucléaire, qui fait l'objet de recherches intensives dans le monde entier. Avec son point de fusion élevé (3 422 °C) et sa très grande densité, le tungstène possède les deux propriétés requises pour les composants tels que les plaques de déviation, les canaux de refroidissement ou d'autres structures fines dans l'infrastructure des accélérateurs de particules. Dunlee s'intéresse ensuite à un tout autre segment, celui des montres de luxe. Pourquoi ? Grage l'explique : "Le tungstène a une densité élevée et convient donc pour de très petits composants qui doivent être lourds. Ainsi, un contrepoids en tungstène peut très bien être utilisé dans l'espace réduit d'une montre.
En résumé, EOS et Dunlee ont de nombreuses raisons de continuer à travailler en étroite collaboration sur les structures 3D en tungstène. M. Grage conclut : "Nous apprécions vraiment la coopération et espérons qu'ensemble, nous pourrons répondre aux exigences qui sous-tendent la production de structures en tungstène encore plus stables. Cela signifie que le voyage peut continuer.
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