[INTERVIEW] Impression 3D métal sans poudre ? Le PDG d'Alloy Enterprises, Ali Forsyth, sur la perturbation d'une industrie de 75 milliards de dollars

Dec 07, 2023

Alloy Enterprises, une startup de fabrication avant-gardiste basée dans le Massachusetts, redéfinit le paradigme de l'impression 3D métallique, offrant une approche rapide et rentable des composants légers.

J'ai parlé au co-fondateur et PDG de l'entreprise, Ali Forsyth, pour en savoir plus sur une nouvelle technique de fabrication additive qui s'inspire de la fabrication d'objets laminés, un précurseur de l'impression 3D. "Nous avons développé une nouvelle méthode de fabrication pour fabriquer des composants en aluminium légers… mais nous ne stratifions pas. Nous lions métal sur métal", a expliqué Forsyth.

L'approche d'Alloy Enterprises implique un alliage d'aluminium spécialement conçu, qu'ils fabriquent en une feuille. Cette feuille est enroulée et introduite dans la première des deux machines, où elle est coupée selon le périmètre de la pièce désignée, puis distribuée dans la deuxième machine. Ce processus offre un avantage de vitesse significatif par rapport à Laser Power Bed Fusion (LBPF) car il n'a pas besoin de se déplacer point par point sur toute la zone, juste le périmètre de la pièce.

Forsyth explique la deuxième étape du processus : "Nous obtenons quelque chose sur la surface… qui fournit une couche d'inhibition… agissant comme un démoulage." Les feuilles sont ensuite empilées, chauffées dans des conditions contrôlées et collées ensemble en un bloc. Cette méthode permet de créer des formes complexes tout en maintenant une vitesse et une efficacité élevées. Le résultat est un alliage d'aluminium 6061 entièrement dense et de composition similaire à l'alliage d'aluminium courant largement utilisé dans l'industrie.

Un aspect clé de cette nouvelle méthode réside dans son potentiel de réduction des coûts et d'augmentation du débit. Forsyth a souligné : « Tout a été conçu… dès le départ, autour de la réduction des coûts et du débit. Alloy Enterprises vise à concurrencer le moulage traditionnel pour la production en série et à utiliser des pièces, en visant les économies d'échelle inhérentes à leur nouveau procédé.

L'ingéniosité de la méthode de fabrication d'Alloy Enterprises suscite un intérêt considérable dans l'industrie. Forsyth souligne que l'approche de fabrication en couches a retenu l'attention car elle peut offrir un volume élevé de production en série et utiliser des pièces, en concurrence efficace avec la coulée de 10 à 1000 pièces par an.

Cette innovation représente une rupture importante par rapport aux autres méthodes de fabrication additive métallique, où les coûts, en particulier pour le métal, peuvent rapidement grimper. "Nous avons pu produire une réduction significative des coûts en nous éloignant de la poudre… vous pouvez déplacer beaucoup plus de métal dans une machine avec des feuilles qu'avec de la poudre ou du fil", a souligné Forsyth. Cette approche souligne une nouvelle ère de fabrication où les économies d'échelle, la vitesse et la réduction du temps de contact sont les principaux objectifs.

Fondée en 2020, Alloy Enterprises a évolué rapidement et est déjà en production. Cette rapidité d'exécution est attribuée à une équipe de professionnels chevronnés qui ont déjà développé d'autres procédés additifs. Forsyth, une ingénieure expérimentée qui dirigeait auparavant une équipe d'ingénieurs chez Desktop Metal, apprécie les leçons tirées de ses précédentes startups technologiques. Elle a souligné l'importance de "la simplicité, comme l'élégance et la simplicité du design", pour un domaine qui peut vite se compliquer.

Ciblant une industrie de 75 milliards de dollars, les applications de l'additif aluminium

Alloy Enterprises détient toute la propriété intellectuelle (PI) entourant sa technologie et tient à maintenir la réputation du Massachusetts en tant qu'incubateur de startups de pointe. Le co-fondateur et CTO de Forsyth, Nick Mykulowycz, a eu l'idée initiale et entre eux, "Nous avons cuisiné ça dans son sous-sol, puis dans ma remise après ça." Travaillant auparavant pour Desktop Metal, Mykulowycz est nommé inventeur sur plusieurs autres brevets développés sur quatre ans avec la société.

La nouvelle technologie développée par Alloy Enterprises promet de remodeler notre compréhension de la fabrication de l'aluminium, peignant un avenir de fabrication à grande vitesse et rentable qui pourrait perturber l'industrie mondiale de la coulée d'aluminium de 75 milliards de dollars.

L'entreprise se concentre sur l'aluminium, un matériau que Forsyth décrit comme "infiniment recyclable" et crucial pour l'électrification de diverses industries. Cette concentration sur l'aluminium aligne Alloy Enterprises sur la transition mondiale vers un avenir plus durable et alimenté à l'électricité.

Un domaine d'application clé est celui des applications thermiques - plaques froides, échangeurs de chaleur et boîtiers de batterie où un refroidissement actif est requis. La conductivité thermique supérieure de leur aluminium 6061, environ 70 % supérieure à celle de l'aluminium moulé, le rend idéal pour ces applications.

Lorsqu'on lui a demandé comment Alloy Enterprises avait réalisé des réductions de coûts et de temps aussi impressionnantes dans la fabrication, Forsyth a souligné les avantages de tirer parti de l'industrie du laminage d'aluminium à volume élevé et de l'automatisation. En coupant juste le périmètre de la pièce avec un laser, le processus devient nettement plus rapide. De plus, la société a travaillé dur pour réduire autant que possible le temps de contact dans le processus de fabrication, ce qui a également considérablement réduit les coûts.

Bien qu'elle soit en activité depuis trois ans, Alloy Enterprises a récemment obtenu un financement de 26 millions de dollars. Le tour de série A a été mené par Piva Capital avec la participation de nouveaux investisseurs Sauf, Flybridge Capital, MassMutual Catalyst Fund, la Footprint Coalition de Robert Downey Jr. et les investisseurs existants Congruent Ventures et Riot Ventures. Alloy Enterprises a jusqu'à présent levé 37 millions de dollars au total.

L'investissement permettra à l'entreprise de se développer, de construire deux de ses cellules de fabrication automatisées à son siège social de Burlington et d'étendre les applications qu'elle peut fournir à ses clients.

Forsyth a expliqué que le principal concurrent d'Alloy Enterprises est l'industrie traditionnelle de la coulée d'aluminium. Grâce à sa technologie de pointe et aux propriétés supérieures des matériaux, l'entreprise peut produire des géométries plus complexes à un rythme plus rapide et à un coût inférieur à celui des méthodes de coulée traditionnelles. Alloy Enterprises fusionne efficacement les avantages de l'impression 3D avec la rentabilité et l'échelle du moulage traditionnel.

Plans futurs pour Alloy Enterprises

Tournée vers l'avenir, Alloy Enterprises a des plans qui maintiennent et amplifient son modèle commercial actuel. Forsyth a expliqué que la société avait pour objectif de continuer à vendre des composants à ses clients et à construire ses propres installations de fabrication centrées sur sa technologie révolutionnaire.

Forsyth a donné un aperçu des plans d'Alloy Enterprises pour les cinq à dix prochaines années, déclarant que leur objectif immédiat était de construire leurs deux premières cellules et de démontrer l'évolutivité de leur technologie. "Nous produisons et vendons déjà des pièces aux clients. Mais être en mesure de le faire à grande échelle ici et de démontrer la technologie à grande échelle est une prochaine étape importante pour l'entreprise", a déclaré Forsyth.

De là, la première usine de fabrication sera développée. Forsyth a également fait allusion à une stratégie de fabrication décentralisée potentielle, dans laquelle l'entreprise pourrait co-implanter avec les fournisseurs du matériau en aluminium ou même avec les clients eux-mêmes.

Abordant les défis potentiels liés à la mise à l'échelle des opérations, Forsyth a montré sa confiance dans la capacité de l'entreprise à les surmonter, en s'appuyant sur le succès et les progrès qu'Alloy Enterprises a réalisés jusqu'à présent dans des conditions de marché difficiles et de pandémie.

Interrogé sur la possibilité d'une introduction en bourse (IPO), Forsyth a choisi de ne divulguer aucun projet. La conversation s'est ensuite déplacée vers l'équipe de base qui a joué un rôle déterminant dans le parcours d'Alloy Enterprises. L'équipe compte des personnes qualifiées dans les équipes d'ingénierie et de production, ainsi que dans les applications. Forsyth a nommé quelques contributeurs clés, dont Jim Golden, leur vice-président des ventes récemment intégré, et le Dr Kevin Simon, directeur de l'ingénierie de la société, ainsi que le métallurgiste en chef, le Dr Alan Lai.

Forsyth a également souligné l'importance des investisseurs dans le parcours de l'entreprise, exprimant sa gratitude envers les partenaires qu'ils ont recrutés, en particulier ceux qui comprennent les subtilités de la "hard tech", de la fabrication et de l'espace industriel.

Abordant l'avenir de l'industrie, Forsyth a souligné la tendance croissante à l'électrification des transports et le rôle que jouerait l'aluminium dans cette transformation. "La quantité d'aluminium contenue dans les véhicules de tourisme a augmenté de 550 % au cours des 50 dernières années", a déclaré Forsyth. Avec le rapport résistance/poids élevé de l'aluminium, on s'attend à ce qu'il soit un acteur clé dans le parcours d'électrification non seulement des véhicules de tourisme, mais également des poids lourds et des avions.

Enfin, Forsyth a indiqué qu'Alloy Enterprises exposera à Formnext plus tard cette année, où les participants auront la chance d'avoir un aperçu de leur technologie et des composants qu'ils produisent.

Quel avenir pour l'impression 3D ?

Quels défis d'ingénierie devront être relevés dans le secteur de la fabrication additive au cours de la prochaine décennie ?

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L'image en vedette montre l'équipe d'Alloy Enterprises. Photo via Alloy Enterprises.

Michael Petch est le rédacteur en chef de 3DPI et l'auteur de plusieurs livres sur l'impression 3D. Il est régulièrement conférencier principal lors de conférences sur la technologie où il a fait des présentations telles que l'impression 3D avec du graphène et de la céramique et l'utilisation de la technologie pour améliorer la sécurité alimentaire. Michael s'intéresse particulièrement à la science derrière les technologies émergentes et aux implications économiques et sociales qui en découlent.