La fabrication a été l’une des catégories les plus en vogue cette année, mais il reste encore de nombreux matériaux et processus innovants à mettre à l’échelle. Un exemple est celui des composites thermodurcis, des matériaux largement utilisés dans l’aérospatiale et la défense en raison de leur haute résistance à la chaleur et de leur légèreté, mais qui ont généralement de longs délais de livraison et des prix élevés pour les clients.
Raven Space Systems, une startup basée à Kansas City, dans le Missouri, affirme avoir développé un nouveau procédé pour permettre la première impression 3D évolutive de composants composites thermodurcis commerciaux prêts à l'emploi.
« Nous ouvrons essentiellement la voie à tout un domaine de l'impression 3D à l'échelle de la production », a déclaré Blake Herren, cofondateur et PDG de Raven, dans une récente interview. « Nous reprenons ces matériaux prêts à l'emploi qui ont fait leurs preuves pour les applications de structures et de protection thermique, et automatisons la production de formes quasi nettes en les imprimant en 3D pour la première fois. »
Raven est capable de le faire en utilisant une technologie qu'ils ont brevetée appelée impression 3D par dépôt assisté par micro-ondes (MAD). Habituellement, les composites thermodurcis nécessitent des heures, voire des jours, dans un four pour durcir ou durcir, mais le processus MAD durcit essentiellement les matériaux pendant le processus d'impression, un peu comme l'impression additive métallique au laser.
Herren et son cofondateur, Ryan Cowdrey, ont commencé à travailler sur cette technologie alors qu'ils étaient étudiants diplômés à l'Université d'Oklahoma. Au moment où ils ont obtenu leur diplôme, ils ont reçu environ un million de subventions dans le cadre du programme d'innovation et de recherche pour les petites entreprises pour faire passer le concept d'impression 3D MAD du tableau blanc au prototype. Depuis 2020, Raven a remporté environ 4,5 millions de dollars de contrats non dilutifs auprès de l'Air Force, de la NASA, de la National Science Foundation et d'autres récompenses.
Pour faire passer la technologie au niveau supérieur, la startup vient également de clôturer un cycle de pré-amorçage de 2 millions de dollars dirigé par Backswing Ventures avec la participation de 46 Venture Capital, Mana Ventures, What If Ventures et Cape Fear Ventures.
Le nouveau capital sera consacré aux premières lignes de fabrication à grande échelle de l'entreprise : imprimantes 3D à l'échelle de production, systèmes de mélange et usinage. D'ici le deuxième trimestre de l'année prochaine, Raven vise à quitter ses installations de 3 000 pieds carrés pour s'installer dans une usine plus grande certifiée pour la production aérospatiale. Là, ils commenceront à fabriquer des composants pour les clients, en commençant par des composants plus petits et en augmentant à partir de là.
La stratégie de commercialisation de Raven consiste initialement à fournir des composants de protection thermique pour les moteurs de fusée à poudre et les vaisseaux hypersoniques, car c'est là que les deux cofondateurs ont constaté la demande du ministère de la Défense, a déclaré Herren.
« Nous ne sommes plus la superpuissance mondiale que nous étions autrefois », a-t-il déclaré. « Il y a là un besoin énorme : chaîne d'approvisionnement, problèmes de goulots d'étranglement, tout le monde a un problème de feu avec ces matériaux de protection thermique et de structure. »
Dans ces secteurs, « il n’y a pas assez de fournisseurs », a-t-il déploré. Parmi les fournisseurs qui existent, beaucoup travaillent dans des usines désuètes et selon des méthodes vieilles de plusieurs décennies. Herren a déclaré que la mise à l'échelle du nouveau processus d'impression 3D ira de pair avec la construction d'une usine de nouvelle génération, afin de réduire les délais de livraison à quelques jours au lieu de plusieurs mois ou plus d'un an.
« Je pense que la base industrielle nécessite la mise en œuvre de logiciels et de robots dans nos usines pour résoudre ces problèmes de chaîne d'approvisionnement et, franchement, être compétitive à l'échelle mondiale », a-t-il déclaré.
Au-delà des hypersoniques et des fusées, l’entreprise a également eu des conversations avec des fournisseurs de systèmes autonomes, des fabricants de satellites et de propulsion spatiale. Plus tôt cette semaine, la société a annoncé son partenariat avec le développeur de capsules de rentrée SpaceWorks pour développer des coques aérodynamiques de véhicules de rentrée imprimées en 3D – la structure qui encapsule le vaisseau spatial et fournit la protection thermique – afin de permettre au DOD de tester la technologie hypersonique.
La technologie en est encore à ses débuts, dans la mesure où il reste encore des défis technologiques à relever pour imprimer des structures plus grandes, admet Herren, mais « une fois qu'elle sera pleinement développée, je considère que cela changera la façon dont nous fabriquons des composites à grande échelle ».
« Cela va prendre du temps et du capital pour passer aux très grands systèmes pour lesquels cela peut être utilisé… Mais pour le moment, il s'agit de petites pièces simples, utilisant des conceptions livrées par les clients, et résolvant les problèmes de chaîne d'approvisionnement en développer les lignes de production les plus efficaces possibles.
