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Entretien avec Michael Fuller, PDG de la société d’échangeurs de chaleur imprimés en 3D Conflux Technology

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Michael Fuller dirige Conflux Technology, une entreprise australienne qui utilise la fusion sur lit de poudre pour fabriquer des échangeurs de chaleur pour l’automobile, la course automobile, l’électronique de puissance, la production d’énergie et l’aérospatiale. La société vient de recevoir plus de 6 millions de dollars dans un tour de table de série A de AM Ventures et Acorn Capital. Les échangeurs de chaleur semblaient être un marché sur lequel l’impression 3D ne pouvait pas vraiment jouer en raison du fossé entre les coûts de la fabrication conventionnelle et les coûts des pièces imprimées en 3D. Mais, en commençant par des secteurs de niche comme la Formule 1, des échangeurs de chaleur imprimés en 3D ont été utilisés de manière très efficace. Conflux veut maintenant les rendre plus omniprésents en réduisant les coûts et en optimisant les conceptions. Nous avons interviewé Michael Fuller, PDG de Conflux Technology, pour en savoir plus.

Un échangeur de chaleur Conflux

Nous avons demandé à M. Fuller pourquoi exactement l’impression 3D était une technologie intéressante pour les échangeurs de chaleur.

Il nous a confié que « la géométrie tridimensionnelle des surfaces a une réelle possibilité de faire la différence. Nous pouvons introduire des courbes dans une géométrie ou avoir des caractéristiques sur une surface pour obtenir un meilleur résultat. Nous pouvons également adapter la géométrie à un dispositif spécifique ou à l’ensemble du dispositif. Par exemple, la densité peut changer. Nous pouvons également introduire davantage de géométrie, afin d’optimiser le coefficient de transfert de chaleur. Nous bénéficions également de la possibilité de créer des géométries à facteur de forme libre ou de conformer une pièce à un emballage étroit. Nous disposons également d’une géométrie variable dans le domaine des fluides. Les propriétés thermiques et physiques optimales changent tout au long du dispositif d’échange thermique. Grâce à l’impression 3D, nous pouvons optimiser le transfert de chaleur autant que possible en modifiant la géométrie. »

« Par exemple, imaginez que vous faites bouillir de l’eau dans votre bouilloire. Vous commencez avec de l’eau, qui se transforme ensuite en vapeur. La conductivité thermique de l’eau est différente de celle de la vapeur. Si les échangeurs de chaleur sont en contact à la fois avec la vapeur et l’eau, l’idéal serait de disposer de différents canaux, de différentes géométries au fur et à mesure que le fluide traverse le dispositif. Cette complexité et cette liberté géométrique sont découplées des coûts d’outillage. »

C’est là que réside l’essentiel de l’avantage de l’impression 3D dans l’échange thermique. Non seulement nous pouvons réduire la masse, intégrer des pièces ou réduire le nombre de pièces, mais nous pouvons également faire en sorte qu’un dispositif soit différent dans tout son corps afin que la géométrie optimale crée les conditions optimales de performance.

M. Fuller admet que l’impression 3D est loin d’être idéale : « Nous avons également des angles de construction sous-optimaux, nous aimerions avoir beaucoup plus de liberté et son coût est souvent prohibitif… et nous aimerions pouvoir avoir des murs beaucoup plus fins », mais il pense que les autres avantages de l’impression 3D aident à compenser ces problèmes.

« Beaucoup d’entreprises sont enthousiasmées par la réduction de la complexité de la chaîne d’approvisionnement, l’inventaire numérique, la réduction du nombre de composants dans l’assemblage, la réduction de la nomenclature, l’amélioration de la qualité. Au début, nous avions principalement une offre de services pour les applications de transfert de chaleur utilisant l’AM. L’AM et le transfert de chaleur étaient une curiosité. Maintenant, nous allons être beaucoup plus orientés vers les produits. »

« Pour cela, nous aurons besoin de nouvelles machines, d’une nouvelle architecture et d’une plate-forme qui permettra de réduire les coûts unitaires. Avec l’AM, vous bénéficiez d’un avantage considérable en termes de performances, mais pour que la fabrication en série démarre, les coûts doivent baisser.

« Il peut y avoir des améliorations progressives, mais il faut aussi une refonte fondamentale de l’ingénierie. Aujourd’hui, vous avez une machine aussi rigide qu’elle peut l’être. Nous devrions découpler les interactions qui n’ont pas besoin de s’influencer mutuellement. Par exemple, il ne faut pas conserver de matériau sur le châssis et n’apporter que la quantité de matériau nécessaire en cas de besoin. Nous devons en savoir plus sur ce qui se passe dans le bassin de fusion et disposer de meilleurs capteurs. Le rechargement doit également être amélioré, le double rechargement est une grande amélioration, tout comme les lasers quadruples. Mais nous avons besoin d’une architecture robuste, qui permette une utilisation élevée tout en évitant de nombreux temps d’arrêt. Dans l’ensemble, il faut travailler sur l’architecture fondamentale de la machine. »

Pour y parvenir, Fuller considère que la conception et le post-traitement jouent également un rôle important.

« Avec la conception pour l’AM, nous pouvons créer des pièces qui n’ont pas besoin d’être autant retouchées et qui nécessitent moins de post-traitement » et « l’automatisation sera importante pour des choses comme le retrait de la poudre. »

90 % des clients de Conflux se trouvent à l’étranger et pour l’instant, il voit « un horizon ambitieux de 10 000 pièces par an en série pour la microélectronique, les machines fabriquant des semi-conducteurs, les machines de fabrication. Nous n’allons pas en mettre une sur chaque carte mère. Mais, au fur et à mesure de notre maturité, nous verrons plus d’applications ».

Pour lui, les principaux avantages de Conflux sont les suivants : « travailler avec des ingénieurs de conception, des ingénieurs en procédés d’AM, des spécialistes du transfert de chaleur, des scientifiques, tous dotés d’une expertise spécifique. Les décennies d’expérience dans le domaine des échangeurs de chaleur associées à la connaissance de l’AM sont importantes. De plus, notre propriété intellectuelle et nos brevets de conception sont indifférents au processus de fabrication ».

L’équipe va maintenant travailler sur l’intégration verticale et la fabrication.

« Nous devons augmenter la productivité, travailler sur les certifications, faire un travail sur les matériaux, c’est une industrie naissante et nous allons entrer en production. »

Si l’on considère le chemin parcouru jusqu’à présent, M. Fuller est heureux de constater que « nous avons été capables de construire une entreprise, de la faire passer de la première phase à une circonstance rentable. Les clients achètent ce que nous vendions et nous avons pour objectif d’être les meilleurs au monde en matière d’échange thermique ».

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