Pédalez vers le métal

Jun 14, 2023

Melanie Lang, conseillère, communauté technique de fabrication additive des PME, cofondatrice et PDG, FormAlloy Technologies Inc.

Melanie Lang n'avait jamais prévu de vivre à San Diego. Originaire de l'Illinois, elle et son mari ont déménagé dans le Golden State après avoir accepté une nouvelle affectation chez Lockheed Martin. C'était il y a 13 ans, et bien qu'elle se plaigne parfois du coût de la vie élevé de la côte ouest, les plages, les montagnes et le climat enviable de la région la retiennent. Tout comme son travail.

Lang est le co-fondateur et PDG du fabricant d'imprimantes 3D métalliques FormAlloy Technologies Inc. de Spring Valley, en Californie. Depuis 2016, la société a conçu et construit des équipements de dépôt à énergie dirigée (DED) dotés de cinq axes de mouvement, fermés -des systèmes de contrôle en boucle, des lasers à longueurs d'onde multiples et des doseurs de poudre capables de déposer jusqu'à 16 alliages différents dans la même construction ou même dans la même couche. De telles capacités ouvrent la porte à des pièces imprimées en 3D avec des structures dégradées ou multimétalliques qui seraient autrement impossibles à créer.

Comme lorsqu'elle est devenue une ancienne du Midwest, sa décision de se lancer en affaires avec Jeff Riemann, directeur technique, était un cas de transformation des boules courbes de la vie en coups de circuit. "Si vous incluez mon premier poste chez Boeing, j'étais dans l'industrie aérospatiale et de la défense depuis environ 10 ans lorsque j'ai commencé à explorer la fabrication additive comme passe-temps", a déclaré Lang. "Tous ces salons et espaces de fabricants ont commencé à apparaître en Californie et dans tout le pays, et j'ai pensé que c'était une technologie vraiment cool. J'ai donc acheté un kit d'imprimante 3D, je l'ai ramené à la maison et j'ai commencé à fabriquer de petits objets en polymère pour le plaisir."

C'était en 2010, et il ne fallut pas longtemps avant que son nouveau passe-temps ne prenne une tournure plus sérieuse. Ses expériences chez Boeing puis chez Lockheed Martin lui ont appris que les défis de la chaîne d'approvisionnement étaient courants dans ces industries - comme elle l'a dit, "Vous ne pouvez pas simplement vous rendre à la quincaillerie ou à l'atelier d'usinage local pour des pièces de rechange." Cette affirmation est particulièrement vraie sur les navires de mer et les déploiements avancés, où le fait de ne pas prévoir les pannes d'équipement et de planifier les pièces de rechange peut mettre le personnel militaire dans un monde de souffrances.

Grâce à son bricolage à la maison, Lang s'est vite rendu compte que la fabrication additive (FA) pouvait aider à atténuer ce risque, en particulier si les pièces pouvaient être imprimées à partir de métal. "Notre armée dispose de systèmes extrêmement sophistiqués, mais en fin de compte, les militaires ne dépendent souvent que de morceaux de métal stupides pour faire fonctionner ces systèmes", a-t-elle expliqué. "Et en temps de guerre, leur vie même pourrait dépendre de leur capacité à produire ou à réparer des pièces sur le terrain."

Elle devrait savoir. Bien que Lang n'ait jamais été dans l'armée, depuis 2016, elle est vice-présidente des affaires législatives de la Navy League San Diego, une organisation dont la mission est de "donner aux civils, aux anciens combattants et aux militaires en service actif la possibilité de servir ceux qui servent". autres."

Comme pour tout fabricant d'imprimantes 3D, Lang attend avec impatience le jour où son équipement résidera sur des navires de mer, mais son implication avec la Ligue navale est beaucoup plus altruiste. Elle a dit que son seul intérêt était de soutenir les services maritimes, qu'il s'agisse de la marine américaine, du corps des marines, de la garde côtière ou de la marine marchande. Par exemple, si un marin ou son conjoint a un bébé, la Ligue navale fera don d'articles tels que des sièges d'auto et d'autres articles essentiels.

"Lorsque vous apprenez à connaître certains des militaires, que vous écoutez leurs histoires et que vous entendez parler des sacrifices qu'ils font en étant loin de leurs proches, il y a une place spéciale dans mon cœur pour chacun d'eux", a-t-elle déclaré. "Pour cette raison, mon objectif est de faire entendre leur voix en termes de financement pour une gamme de programmes et de veiller à ce que les personnes qui servent soient bien prises en charge, ainsi que leurs familles."

La Ligue navale n'est que l'une des nombreuses expériences de bénévolat de Lang, et pour quelqu'un qui a passé d'innombrables heures au cours des six dernières années à lancer une entreprise en démarrage avec succès, il est à la fois surprenant et admirable qu'elle trouve encore autant de temps pour les autres.

Lang a travaillé avec Father Joe's Villages, une organisation à but non lucratif basée à San Diego qui se consacre à mettre fin à l'itinérance, et elle soutient Animal Rescuers Without Borders (ARWOB), une organisation qui sauve des chats et des chiens sans abri à San Diego et Baja, au Mexique. Plus pertinent du point de vue de la FA est le travail de Lang au sein du comité exécutif d'America Makes - poste qu'elle occupe depuis 2019 - ainsi que ses efforts continus en tant qu'ambassadrice de Women in 3D Printing (Wi3DP).

"Peu de temps après avoir lancé FormAlloy, j'ai vu qu'ils (Wi3DP) organisaient des événements à San Francisco, New York et Paris", a déclaré Lang. "Et même si j'aurais adoré prendre l'avion et rencontrer d'autres personnes comme moi, nous n'avions pas le budget à l'époque pour des voyages supplémentaires. J'ai donc contacté Nora Touré, qui a lancé l'organisation et était présidente à l'époque. , et je lui ai dit que je voulais organiser des réunions dans le sud de la Californie."

Touré l'a non seulement aidée à organiser certains événements, mais a également travaillé avec Lang pour lancer un chapitre Wi3DP à San Diego. Les membres du groupe ont récemment visité Intrepid Automation, un développeur de systèmes AM à l'échelle industrielle pour la production à haut volume et prévoyaient de visiter le spécialiste des poudres métalliques et le bureau de service GKN Additive (Forecast 3D) à Carlsbad, à proximité. "Leurs opérations sont assez impressionnantes", s'est-elle exclamée. "Si vous voulez voir la fabrication additive en action, c'est un excellent endroit où aller."

La présidence de Wi3DP est depuis passée de Touré à Kristin Mulherin, fondatrice de la société de stratégie et de développement commercial en impression 3D AM-Cubed, mais Lang reste fermement attaché à la mission du groupe. Elle est également engagée dans sa propre mission, sur laquelle elle travaille depuis près d'une décennie - la croissance et la maturation continues de la technologie DED, qui dans le cas de FormAlloy, construit des couches de pièces via une poudre de métal soufflée qui est ensuite fusionnée au laser à la pièce.

"Ce n'était pas trop longtemps après avoir construit ma propre imprimante que j'ai commencé à penser aux pièces métalliques et à étudier les différentes technologies pour les fabriquer", a déclaré Lang. "J'étais vraiment concentré sur la compréhension des limites de chaque technologie - certaines sont assez difficiles à déployer sur le terrain, par exemple, tandis que d'autres sont soit très coûteuses, soit difficiles à utiliser, ou les deux.

"J'ai trouvé que le dépôt d'énergie dirigé, en revanche, est assez simple", a-t-elle poursuivi. "Nous l'appelons le triathlète de la fabrication additive, car il peut former, améliorer et réparer une large gamme de pièces métalliques sur une seule plate-forme. C'est une technologie puissante."

Lang et son équipe de FormAlloy s'efforcent de rendre la FA encore plus puissante en introduisant un système d'alimentation en poudre de spécialité de type "revolver" - l'alimentateur de développement d'alliage ADF - qui peut déposer 16 métaux différents en une seule fabrication. Et, comme son nom l'indique, il est destiné au développement d'alliages multi-matériaux à gradient fonctionnel.

Il existe également le chargeur de poudre PF standard de FormAlloy qui utilise un entraînement planétaire pour un dosage précis de jusqu'à quatre matériaux, ainsi que sa tête de dépôt AX pour un dépôt "à la pointe de la technologie" avec un ou plusieurs lasers. Tous sont disponibles sur l'une des deux plates-formes - les systèmes DED des séries X5 et L2 - et pris en charge par la technologie de jumeau numérique DEDSmart de la société.

"Parfois, vous voudrez peut-être effectuer une opération de revêtement direct, comme la fusion d'un alliage de nickel sur du cuivre pour augmenter sa résistance", a noté Lang. "Cette combinaison offre une belle liaison, mais disons que vous devez passer de l'acier au titane. Cela ne se produira pas sans un troisième ou même un quatrième métal de transition, qui peut être introduit à tout moment de la construction ou dans n'importe quelle zone.

"Nous sommes également en mesure d'ajouter plusieurs matériaux simultanément, d'effectuer un rechargement dur, de créer des géométries complexes et de produire des pièces reproductibles de haute qualité jusqu'à 100 fois plus rapidement que les systèmes concurrents", a-t-elle déclaré. "Et parce que notre système est équipé d'une surveillance in situ importante et de notre puissant système de contrôle DEDSmart, nous générons automatiquement un jumeau numérique et créons un rapport de la pièce finie à des fins de validation et de développement de matériaux."

Mis à part les capacités avancées, Lang a suggéré que la communauté AM a encore beaucoup de travail à faire avant une adoption généralisée. Elle a déclaré que l'industrie avait fait du bon travail pour développer ses niveaux de préparation technologique, mais qu'il était maintenant temps de commencer à se concentrer sur les niveaux de préparation à la fabrication. Cela aidera à rationaliser le processus de qualification et à transformer ce qui était traditionnellement un processus long et coûteux en une approche basée sur les données plus rationalisée, comparable à lorsqu'une entreprise sort et achète un nouveau centre d'usinage CNC, un découpeur laser ou tout autre élément de matériel de fabrication.

"Dans l'ensemble, l'additif reste très difficile, et si un client veut s'y lancer, il doit franchir pas mal d'obstacles", a averti Lang. "Il y a la partie qualification des matériaux et des processus, qui devient plus facile, mais l'acte de construire des pièces est encore assez difficile pour l'atelier moyen et nécessite un investissement important en temps et en ressources. Semblable à quand j'ai commencé à fabriquer des choses à la maison 12 il y a quelques années, vous deviez être assez averti techniquement.

"Maintenant, presque n'importe qui peut acheter une imprimante bas de gamme pour quelques centaines de dollars et imprimer des pièces d'échecs en plastique en quelques heures", a-t-elle poursuivi. "Nous avons besoin de ce même niveau de convivialité pour permettre aux additifs, et en particulier aux additifs métalliques, de devenir courants. C'est quelque chose sur lequel nous avons travaillé chez FormAlloy, et je suis fier de dire que nous sommes sur le point d'y parvenir. Ce fut un voyage passionnant."