MX3D 3D Printed Bridge Banner

UNE INFRASTRUCTURE D'INNOVATION 

L’entreprise qui imprime l’avenir en 3D

Temps de lecture: 4 minutes

En s’appuyant sur les stations de travail Lenovo, MX3D a construit le premier pont en acier jamais imprimé en 3D et entièrement fonctionnel, ce qui pourrait bien révolutionner le secteur de la construction.
 

Pour MX3D, rien n’est impossible dans le domaine de l’impression. L’entreprise donne une nouvelle dimension à l’impression 3D : elle adapte les technologies avancées afin de les appliquer, au-delà des objets du quotidien, à la conception et à l’industrie lourde, dans l’optique de changer notre façon de construire, vivre et voyager. Dans le futur imaginé par MX3D, les humains vivront un jour dans des maisons imprimées en 3D, conduiront des voitures imprimées en 3D et occuperont, peut-être, une colonie sur la lune… imprimée en 3D!  

Ces types de structures requièrent des techniques d’ingénierie et de conception innovantes, peu adaptées aux imprimantes 3D grand public qui sont soumises à des contraintes matérielles. Pour concrétiser ses projets monumentaux, MX3D devait voir plus grand et il lui fallait créer la technologie 3D dont ils avaient besoin. MX3D l’a donc inventée. 

L’outil révolutionnaire d’impression 3D a vu le jour en 2014. Cet appareil ne ressemble pas aux imprimantes 3D traditionnelles, qui superposent des couches de polymères les unes sur les autres pour créer un objet modélisé sur ordinateur. Il peut être décrit comme un robot industriel associé à une machine à souder. Ces caractéristiques lui permettent d’imprimer des structures volumineuses de presque toutes les formes et toutes les tailles dans le vide avec des matériaux résistants comme l’acier et la résine. À mesure que les robots achèvent une partie du projet, ils progressent dans l’espace qu’ils viennent de créer pour poursuivre le processus d’impression et de soudage.  

Les applications de la technique d’impression de MX3D sont aussi vastes que l’imagination de ses employés. Un certain nombre de sculptures imprimées en 3D par la société sont déjà exposées dans des musées du monde entier. Toutefois, cette technologie innovante a le potentiel d’être exploitée au-delà de l’art et des petites unités de fabrication : en effet, elle peut être utilisée dans le cadre de l’industrie lourde et de la production de masse. À terme, l’entreprise espère pouvoir placer les bras de soudage robotisés sur des roues leur permettant de se déplacer autour d’une usine et/ou d’un chantier, qu’il s’agisse de la construction d’un complexe résidentiel, d’un avion ou même d’un gratte-ciel.

Pour la démonstration de faisabilité initiale, MX3D a misé sur les voies navigables d’Amsterdam. La ville est un chef-d’œuvre de l’ingénierie aquatique, avec plus de 160 canaux sillonnant sa géographie marécageuse. Ces canaux, placés bout à bout, couvrent une superficie représentant plus de 1 000 terrains de football. Pour parcourir un territoire aussi humide, il est nécessaire d’utiliser des bateaux, et surtout des ponts. 

« Nous avons pensé qu’il était logique de construire un pont pour montrer qu’une technologie comme l’impression 3D est réellement prête pour l’industrie », explique Tim Geurtjens, cofondateur et directeur technique de MX3D. « Vous pouvez créer des objets durables, réels et fonctionnels avec [l’impression 3D]. Et ce pont en est bien la preuve. »

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Ériger un pont est un véritable exploit, et la construction de ces passages artificiels est un casse-tête pour les ingénieurs depuis l’Antiquité. Les premiers ponts étaient vraisemblablement des structures rudimentaires composées de rondins de bois et de terre. Ensuite, la pierre, puis l’acier sont devenus les matériaux de construction privilégiés grâce à leur durabilité et leur résistance.

 

Chaque pont, aussi rudimentaire soit-il, doit équilibrer les mêmes forces physiques : la tension et la compression. La première est une force de traction vers l’extérieur, tandis que la seconde correspond à une force de poussée vers l’intérieur. Ces forces canalisent leurs charges sur une série de supports situés au centre et de chaque côté de la structure, garantissant ainsi que le poids de cette dernière et celui qu’elle supporte sont répartis uniformément dans le plan. Même s’ils sont très répandus, les ponts représentent de véritables prouesses techniques, et la plus petite erreur de calcul peut provoquer un effondrement catastrophique. 

 

Mais MX3D voulait absolument construire un pont.

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À l’automne 2018, après six mois d’impression et des années de développement, MX3D achève son pont, une magnifique structure de 12,5 mètres en acier inoxydable ondulé. Du fait de contraintes environnementales et de restrictions de permis, la société construit le pont dans son laboratoire, d’où il sera finalement transporté par péniche jusqu’à sa destination définitive le long de l’Oudezijds Achterburgwal, célèbre canal du centre-ville historique d’Amsterdam. 

 

L’outil d’impression 3D est contrôlé par un logiciel avancé qui traite d’énormes volumes de données. La société MX3D s’est donc tournée vers les stations de travail Lenovo, en particulier la ThinkStation P910, dont les performances de pointe permettent de traiter efficacement une quantité incroyable d’informations tout en exécutant des applications d’optimisation de la topologie telles qu’Autodesk Fusion 360. 

 

« Les stations de travail jouent un rôle vraiment important, car elles nous permettent d’exécuter notre logiciel et de calculer les formes complexes du pont », déclare Tim Geurtjens.

 

Les ingénieurs et concepteurs chez MX3D s’appuient sur le ThinkPad  P40 Yoga pour réaliser des croquis de leurs dernières modifications. Cela permet de les implémenter plus facilement et rapidement. C’est important lorsqu’on essaie de construire quelque chose d’aussi massif et complexe qu’un pont. 

 

Le travail est loin d’être terminé. Une fois le pont installé, MX3D s’attaquera à la construction d’un « pont intelligent ». Une série de capteurs placés le long de la structure surveillera tous les paramètres, des mesures structurelles (telles que la déformation et les vibrations) aux données environnementales (telles que la qualité de l’air et la température). À l’aide d’une station de travail ThinkStation Lenovo, les ingénieurs pourront évaluer l’état du pont en temps réel. Elle leur permettra également de contrôler l’évolution de la structure au fil du temps. Finalement, le pont « apprendra » à mesurer des facteurs tels que le nombre de piétons qui le traverse et leur vitesse.

 

Ces données seront utilisées pour créer une «copie numérique » du pont qui reflétera les performances et le comportement du pont physique, et permettra aux ingénieurs de tester diverses modifications afin d’adapter en conséquence les conceptions futures. Selon Tim Geurtjens, le « pont intelligent » équivaudra à un « laboratoire vivant ». Après tout, il symbolise l’avenir que MX3D cherche à bâtir, et cette élégante passerelle n’est que le point de départ des projets d’impression 3D de l’entreprise. 

 

Pour MX3D, le pont imprimé en 3D, qui combine avec beaucoup de charme la sensibilité architecturale traditionnelle et les technologies du 21e siècle, n’est qu’un début. L’impressionnante passerelle « prouve que l’impression 3D à grande échelle peut être mise en œuvre avec des matériaux durables et une grande liberté de forme », déclare Joris Laarman, cofondateur de MX3D. Selon lui, le pont est une « belle métaphore », qui allie tradition et modernité « en faisant ressortir le meilleur de ces deux univers ».


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