Trois anciens élèves de l'ETH ont développé une imprimante 3D capable de fabriquer des composants à partir de composites en fibre de carbone. Leur spin-off ETH, Laboratoires 9T, pourrait apporter une percée pour la fabrication et l'utilisation de pièces extrêmement légères et solides.

Plus fort que l'acier, mais jusqu'à cinq fois plus léger :plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP), souvent simplement appelé carbone, est idéal pour fabriquer tout ce qui doit être incroyablement solide, mais toujours très léger :avion, Voitures de course et VTT de Formule 1, ainsi que des robots, prothèses et implants médicaux. Pas étonnant que le carbone soit en forte demande sur le marché mondial.

Mais il y a un problème :le composite en fibre de carbone est cher par rapport à l'aluminium ou à l'acier, car le processus de fabrication est très coûteux et prend beaucoup de temps. Les composites sont constitués de fibres de carbone et de plastique à combiner et à traiter pour rendre le matériau très durable. Un moule séparé ou une forme négative est généralement requis pour chaque composant, s'ajoutant aux coûts de production élevés.

Produire des composants en carbone sans moules

La spin-off de l'ETH 9T Labs propose désormais une alternative :elle a développé une imprimante 3D capable d'imprimer des pièces composites en fibre de carbone. Ceux-ci ne sont plus fabriqués à l'aide de moules encombrants, mais sont conçus sur l'ordinateur à l'aide d'un logiciel dédié puis fabriqués par l'imprimeur. Les fibres de plastique et de carbone sont combinées directement dans l'imprimante, en forçant les matériaux à travers une buse chauffée.

« Nous combinons les avantages de la technologie d'impression 3D avec les propriétés précieuses des composites en fibre de carbone, " dit Giovanni Cavolina, l'un des fondateurs de 9T Labs. D'un côté, la nouvelle procédure élimine ce qui est actuellement le plus grand inconvénient de l'utilisation de ce matériau performant - les coûts élevés. L'ensemble du processus de fabrication prend donc moins de temps et d'argent. En plus de cela, la nouvelle technologie permet de réaliser des composants aux formes géométriques très complexes, tels qu'utilisés dans la construction d'antennes satellites ou d'une prothèse de main. Enfin et surtout, l'utilisation d'une imprimante 3D signifie moins de déchets de matériaux.

Les trois fondateurs de 9T Labs sont tous des anciens élèves de l'ETH :Martin Eichenhofer (30 ans), Giovanni Cavolina (26 ans) et Chester Houwink (25 ans). Eichenhofer a eu l'idée de créer une start-up il y a quatre ans alors qu'il menait des recherches au Laboratoire des matériaux composites et des structures adaptatives sous la direction du professeur Paolo Ermanni. L'idée a vraiment vu le jour début 2018 :une société par actions a été fondée en janvier et a récolté un total de CHF 300, 000 d'investisseurs. L'Agence spatiale européenne a également invité la jeune entreprise à rejoindre un centre d'incubation (ESA BIC Suisse), qui non seulement donnait accès à un autre CHF 200, 000 mais à un bon réseau industriel.

« Il existe de nombreuses applications potentielles différentes pour nos composants en fibre de carbone imprimés, et il y a un énorme intérêt de la part de l'industrie. Nous élargissons essentiellement la portée de ce qui peut être fabriqué en utilisant de tels matériaux de performance, " dit Eichenhofer, qui est actuellement en train de terminer sa thèse de doctorat. Cavolina ajoute :« Nous pensons qu'il est important que l'entreprise soit orientée vers le marché. Nous souhaitons donc mettre un produit sur le marché le plus rapidement possible, afin que nous puissions générer des commentaires utiles.

Le système d'impression devrait être prêt l'année prochaine

Un système d'impression complet comprenant à la fois du matériel et des logiciels devrait être prêt pour les tests bêta au début de l'année prochaine. Après ça, le défi sera de servir les bons secteurs dans le bon ordre. 9T Labs veut commencer avec des clients engagés dans la recherche et le développement, principalement des universités et des instituts techniques. "Nous espérons obtenir de bons retours techniques de ces clients, qui nous aidera à améliorer continuellement le produit, " dit Cavolina.

Les ingénieurs peaufinent actuellement le prototype d'imprimante 3D. La start-up est toujours hébergée dans les locaux de l'ETH, dans le Technopark du quartier Zurich-Ouest. Mais cela pourrait changer très bientôt, car la jeune entreprise se développe rapidement et recrute constamment de nouvelles personnes. Huit employés, y compris les stagiaires, travaillent actuellement pour 9T Labs, avec quatre autres qui devraient se joindre au cours de l'année.

Cavolina considère que l'un des plus grands défis consiste à constituer la bonne équipe. "Il n'est pas facile de trouver de bons ingénieurs logiciels et matériels, " dit-il. Beaucoup de temps et d'efforts sont donc investis dans le recrutement de nouveau personnel. Car, comme le dit Cavolina, "Nous avons besoin de très bonnes personnes pour nous assurer que le produit répond aux exigences du marché."