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Charles W. Hull

impression 3D (stéréolithographie)

États-Unis

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Catégorie

Pays non membres de l'OEB

Domaine technique

Autres machines spéciales

Société

3D Systems, Inc.

La technologie d'impression 3D additive développée par Charles W. Hull a ouvert la voie au prototypage rapide et à d'autres applications nouvelles dans d'innombrables secteurs. Cette technologie pourrait un jour prendre sa place parmi les plus grands progrès techniques réalisés dans le secteur manufacturier depuis la révolution industrielle.

Lauréat du prix d'inventeur européen 2014 dans la categorie pays non européens

Au début des années 1980, Charles W. Hull entreprit de faciliter la création, jusque-là fastidieuse, des petites pièces de plastique destinées au prototypage pour la mise à l'essai de nouveaux produits. Une année seulement après la mise au point de sa première imprimante 3D, Hull fit breveter son invention : une machine qui faisait en quelques minutes ce qui prenait plusieurs semaines par les méthodes traditionnelles de moulage-coulage.

Hull travaillait dans une entreprise utilisant les ultraviolets pour durcir des couches plastiques sur des plateaux de table et des meubles, quand il eut l'idée qu'en superposant des milliers de couches puis en les gravant au moyen d'ultraviolets, il pourrait obtenir des objets tridimensionnels de presque n'importe quelle forme souhaitée. La stéréolithographie était née. Actuellement incontournable pour créer des maquettes, elle est aussi devenue un secteur industriel à part entière.

Impact social

Les imprimantes de 3D Systems, la société cofondée par Hull, se retrouvent dans une multitude d'applications industrielles et commerciales. Telle firme médicale s'en sert pour créer des modèles de la mâchoire et du visage. Telle firme de sécurité automobile y a recours pour fabriquer des mannequins "intelligents" destinés aux simulations de collision. Tel horloger ne peut plus s'en passer pour tester ses produits avant de mettre ceux-ci sur la chaîne de montage. La liste est longue, des ailes d'avion aux vélos électriques, en passant par les maquettes d'architecture et les jouets. Grâce à l'impression tridimensionnelle, la fabrication de produits et de prototypes n'a jamais été aussi rapide et aussi peu coûteuse.

Impact économique

Fondée en 1986, depuis lors cotée à l'indice boursier NASDAQ et employant plus de 1000 personnes, 3D Systems est un des leaders du secteur de l'impression 3D, avec un chiffre d'affaire avoisinant 350 millions de dollars en 2012. Le marché des imprimantes et des services d'impression 3D était estimé à 2,2 milliards de dollars en 2012, en hausse de 29% par rapport à 2011. Ce marché devrait atteindre les 4 milliards de dollars par an d'ici 2025. TechNavio pronostique, pour le marché mondial des systèmes de prototypage rapide, une croissance annuelle de 15,6% entre 2011 et 2015.

Utilisée à l'origine pour produire rapidement des prototypes destinés aux études de forme et d'ajustage, l'impression tridimensionnelle a de plus en plus son mot à dire dans la fabrication de produits finis, et la technologie ne cesse de se perfectionner au fur et à mesure qu'apparaissent de nouvelles applications.

Mode d'action

Le logiciel de 3D Systems découpe en milliers de tranches numériques un modèle de l'objet à fabriquer. Chaque tranche, dont la minceur peut aller jusqu'à 0,05 mm dans les versions à haute résolution, correspond à une couche de l'objet.

Les données sont transmises à un appareil stéréolithographique constitué d'une cuve remplie de résine photopolymérisable. Un laser mobile à ultraviolets balaye sélectivement la cuve en dessinant dans les moindres détails la première couche de l'objet, puis le polymère durcit. En fonction de la taille de l'objet, le processus est répété des milliers de fois, couche après couche, jusqu'à ce que l'objet soit terminé.

Inventeur

En 1984, Charles W. Hull était loin de se douter qu'en voulant faciliter la fabrication de prototypes, il allait déclencher un raz-de-marée dont les effets se font toujours sentir 30 ans après. Non moins de 76 brevets américains, 18 brevets européens et 14 brevets japonais sont venus se joindre à son brevet initial, et malgré ses 74 ans, Hull trouve son domaine trop captivant pour partir à la retraite. Vice-président directeur de la technologie à 3D Systems et récemment nommé au Panthéon des inventeurs américains, Hull prend place aux côtés d'innovateurs célèbres qui ont marqué notre époque, tels Henry Ford et Steve Jobs.

Le saviez-vous ?

L'industrie automobile fut une des premières à mettre à profit la technologie inventée par Hull. Au milieu des années 1990, une étude réalisée par la Ford Motor Company concluait que cette technologie pouvait faire économiser du temps et de l'argent. À l'heure qu'il est, elle est un pilier de la construction automobile où elle sert à développer tout une gamme de composants allant des moteurs de formule 1 à de simples manettes et boutons. Elle a depuis lors pris d'assaut bien d'autres secteurs.