Pièces en carbone à partir d'une imprimante 3D

Plus solide que l'acier, mais jusqu'à cinq fois plus léger : les plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC), souvent appelés simplement carbone, conviennent parfaitement à tout ce qui doit être résistant tout en étant léger : Avions, voitures de course de Formule 1, VTT, mais aussi robots, prothèses ou implants. Il n'est donc pas étonnant que le carbone soit actuellement très demandé sur le marché mondial.

Le problème, c'est que le carbone est cher par rapport à l'aluminium ou à l'acier. La raison en est sa fabrication complexe et co?teuse. Le carbone est un matériau composite. Pour fabriquer ce matériau résistant, il faut assembler et usiner du plastique et des fibres de carbone. En règle générale, il faut un moule négatif pour chaque composant. Sa fabrication est co?teuse.

Fabriquer des pièces en carbone sans moules négatifs

Le spin-off 9T Labs de l'ETH propose désormais une alternative : il a développé une imprimante 3D qui sort des pièces en carbone. Celles-ci ne sont plus fabriquées laborieusement avec des moules négatifs, mais con?ues sur ordinateur à l'aide d'un logiciel et produites par l'imprimante. L'assemblage du plastique et des fibres se fait directement dans l'imprimante en pressant les matériaux à travers une buse chauffée.

"Nous combinons les avantages de la technologie d'impression 3D avec les avantages du carbone", explique Giovanni Cavolina, l'un des fondateurs de 9T Labs. D'une part, ce nouveau procédé permet d'éliminer le principal inconvénient actuel du carbone - son co?t élevé - en réduisant les efforts et les co?ts de fabrication. D'autre part, la technologie d'impression 3D rend possible la fabrication de pièces en carbone à la géométrie très complexe, nécessaires par exemple à la construction d'antennes de satellites et d'autres structures optimisées en fonction des charges. Enfin, l'impression 3D permet également de réduire les déchets de matériaux.

En forte hausse après le décollage

Derrière 9T Labs se cachent les dipl?més de l'ETH Martin Eichenhofer (30), Giovanni Cavolina (26) et Chester Houwink (25). Eichenhofer a eu l'idée de la start-up il y a quatre ans, alors qu'il faisait de la recherche dans le laboratoire de matériaux composites et de structures adaptatives du professeur Paolo Ermanni. Le trio a connu une véritable ascension verticale début 2018 : En janvier, ils ont fondé une société anonyme et ont levé un total de 300 000 francs auprès d'investisseurs. De plus, la jeune entreprise a été admise par l'agence spatiale européenne dans un programme d'encouragement (ESA BIC Switzerland) (voir encadré) qui, en plus de 200'000 francs supplémentaires, l'aide à se constituer un bon réseau dans la branche.

"Il existe de très nombreux domaines d'application pour nos pièces en carbone imprimées et l'intérêt de l'industrie est grand", déclare Eichenhofer, qui est actuellement encore occupé à terminer sa thèse de doctorat. Et Cavolina d'ajouter : "Pour nous, il est important de ne pas passer à c?té du marché. C'est pourquoi nous souhaitons mettre un produit sur le marché le plus rapidement possible, afin de pouvoir générer des réactions".

Système d'impression à partir de l'année prochaine

D'ici le début de l'année prochaine, un système d'impression prêt à l'emploi, composé de matériel et de logiciel, devrait être prêt pour le test bêta. Il s'agira ensuite de servir les bonnes branches dans le bon ordre. 9T Labs souhaite commencer par des clients du secteur de la recherche et du développement, en premier lieu des universités et des hautes écoles. "Nous en attendons un bon feedback technique qui nous permettra d'améliorer sans cesse le produit", explique Cavolina.

Actuellement, les jeunes ingénieurs peaufinent le prototype de l'imprimante 3D. La start-up est encore installée dans des locaux de l'ETH au Technopark de Zurich-Ouest. Mais cela pourrait rapidement changer. En effet, la jeune entreprise conna?t une croissance rapide et ses fondateurs recrutent en permanence de nouvelles personnes. Actuellement, huit collaborateurs, dont des stagiaires, travaillent pour 9T labs. Quatre autres devraient les rejoindre dans le courant de l'année.

Pour Cavolina, l'un des plus grands défis consiste à constituer la bonne équipe. "Il n'est pas facile de trouver de bons ingénieurs en logiciels et en matériel", dit-il. C'est pourquoi beaucoup de temps est actuellement investi dans le recrutement de personnel. Car : "Pour que le produit soit adapté au marché, nous avons besoin de personnes vraiment compétentes", explique Cavolina.