Le premier dispositif portable d’étalonnage des capteurs chimiques réalisé avec Xometry

Xometry s’est entretenu avec George Psarras, ingénieur conception électronique, à propos des progrès de T4i Engineering dans le domaine de l’industrie de l’instrumentation chimique. L’entreprise a conçu et produit un dispositif aisément manipulable et destiné à étalonner les systèmes de détection chimique, aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur des laboratoires. Une prouesse réalisée à l’aide de Xometry et de ses services d’usinage CNC et d’impression 3D.
T4i FemtoMachine® PRO field calibrator with a 3D printed case

L’entreprise T4i Engineering Ltd a été lancée en 2014 en tant que startup, opérant à l’origine depuis le centre d’innovation et de technologie avancée de l’université de Loughborough, au Royaume-Uni. 

Depuis lors, la jeune pousse n’a pas cessé d’offrir ses services dans les domaines de la détection chimique, de la conception électronique spécialisée et de la science des matériaux. En 2019, l’entreprise a également commencé à opérer depuis Lavrio, en Grèce.

T4i Engineering Ltd s’est d’abord spécialisée dans la conception modulaire de détecteurs chimiques miniaturisés et adaptatifs. Cependant, elle s’est rapidement attachée à combler une niche laissée vacante sur le marché : un étalonneur portable (et d’un prix raisonnable) pour ces mêmes détecteurs qui pourrait aisément être utilisé sur site.

Créer un nouveau dispositif afin de satisfaire aux exigences du marché

Cette innovation a été motivée par une nécessité de première importance : un détecteur chimique doit être régulièrement étalonné afin de conserver des performances adéquates. Le processus d’étalonnage s’est toutefois toujours avéré délicat, notamment du fait que les bancs d’étalonnage disponibles sur le marché sont exclusivement destinés à un usage dans l’enceinte d’un laboratoire.

L’équipe d’ingénieurs de T4i a travaillé sur différentes itérations d’un même prototype avant de sortir le T4i FemtoMachine® DEMO : le tout premier dispositif d’étalonnage portable, d’une taille équivalente à celle d’une feuille de papier A4.

Quand l’équipe a présenté pour la première fois cet instrument à un client, ce dernier a immédiatement exprimé son désir de se procurer ce genre de dispositif. Une fois les performances du prototype validées par Psarras et son équipe, ils se sont lancés dans une nouvelle itération : le T4i FemtoMachine® PRO. 

Après avoir reçu l’agrément et le marquage CE, la production a commencé à prendre une importance toujours plus significative. Aujourd’hui, l’entreprise T4i peut compter sur une clientèle variée, avec notamment l’université du Nouveau Mexique (États-Unis) et l’université de Helsinki (Finlande).

Comment fonctionne le T4i FemtoMachine® PRO ?

Le dispositif est conçu pour produire des flux de vapeur comportant une concentration prédéfinie de de certains composés chimiques, aussi bien à l’intérieur d’un laboratoire qu’à l’extérieur. Les utilisateurs se contentent alors d’insérer un tube scellé hermétiquement et convoyant le composé voulu à l’intérieur du compartiment idoine du FemtoMachine. Ils choisissent ensuite la concentration en sortie et lancent la procédure d’étalonnage.

Le T4i FemtoMachine® PRO est principalement utilisé afin d’étalonner les instruments et les capteurs utilisés dans l’analyse et la détection de produits chimiques.

Calibration of a photoionisation sensor for benzene using the T4i FemtoMachine® PRO © T4i Engineering
Étalonnage d’un capteur de benzène à photoionisation par le T4i FemtoMachine® PRO © T4i Engineering

Cependant, il peut également être utilisé pour former les gens à la détection de composés chimiques. Grâce à son usage avancé de la miniaturisation et du prototypage rapide, l’entreprise est capable de fournir des solutions à la pointe de la technologie, tout en étant hautement personnalisables.

Le boîtier, un élément clé du dispositif

Toute complexité mise à part, l’élément du dispositif le plus attractif pour les clients n’est pas son impressionnante technicité mais son boîtier : « Nous ne nous attendions pas à ce que le boîtier soit un des éléments clés du produit, mais les clients pensaient visiblement autrement » nous explique Psarras. « En termes de conception, c’était quand même une vraie innovation : les dispositifs déjà disponibles sur le marché sont de forme carrée, encombrant, blanc de couleur et, pour parler franchement, peu attrayant pour les clients ».

Le boîtier étant un élément crucial du produit, l’entreprise T4i Engineering a porté un soin tout particulier à son ergonomie, son esthétique et sa réalisation. En partant de ça, Psarras s’est décidé pour une fabrication par impression 3D afin de s’assurer d’avoir le maximum de flexibilité au niveau de la conception, du matériau et du procédé de fabrication.

L’équipe d’ingénieurs a fait plusieurs tentatives avec leur propre imprimante 3D FDM, sans être particulièrement convaincue par le résultat. C’est pourquoi ils ont fait appel à Xometry et leurs services d’impression 3D grâce à la plateforme de devis instantané, ce qui leur a donné toutes les informations nécessaires sur les procédés de fabrication additive, les matériaux utilisables, les délais de livraison et les coûts potentiels.

En combinant les ressources disponibles en ligne sur le site de Xometry à propos de l’impression 3D et des traitements post-usinage, et les informations fournies via les devis obtenus par l’outil automatique d’évaluation, Psarras en a conclu que l’impression SLS (Selective Laser Sintering) était l’option la plus rentable. Il a également choisi le matériau PA 12, lequel était le mieux adapté parmi les options offertes, et une teinture bleue en finition pour satisfaire ses exigences, tant au niveau de l’ingénierie que de l’esthétique.

The 3D printed casing dyeing in blue manufactured by Xometry © T4i Engineering
Le boîtier imprimé en 3D, teinture bleue en finition, fabriqué par Xometry © T4i Engineering

La facilité d’utilisation de la plateforme de devis instantané de Xometry

« Nous avons vraiment apprécié l’analyse effectuée en ligne qui permet de recevoir un devis automatisé, en même temps que des retours propres à la fabrication » raconte Psarras. Il a été particulièrement enchanté par la vitesse à laquelle tout le processus de commande à pu être complété, de même que par la possibilité de changer les paramètres et d’obtenir un devis distinct pour différentes options. Il n’y a pas si longtemps, une telle démarche aurait nécessité des heures de communication par e-mail ou par téléphone.

« Nous avons commencé à utiliser la plateforme de devis instantané il y a environ deux ans. » se souvient Psarras. « Aujourd’hui, l’interface s’est encore améliorée, et elle compte encore plus d’options en termes de procédés de fabrication et de matériaux. »

Il y a deux ou trois ans de cela, le règlement de l’entreprise stipulait que les ingénieurs devaient soumettre des demandes pour des devis auprès de différents fournisseurs. Xometry est parvenu à se distinguer grâce à ses prix attractifs et T4i Engineering leur a donc fait fabriquer quelques pièces. Convaincue par la rentabilité et par la haute qualité des pièces reçues, l’entreprise a pris la décision de se procurer la majorité de ses composants mécaniques chez Xometry.

En effet, Xometry ne se contente pas d’imprimer le boîtier. La plateforme fournit également des composants métalliques sur mesure et critiques pour le dispositif. Ces pièces ont été fabriquées par usinage CNC en aluminium 6061 et en acier inoxydable 316L, en raison des exigences en termes de résistance, de poids et de compatibilité chimique.

En seulement quelques clics, et pour différents procédés de fabrication, les ingénieurs sont capables d’importer de multiples modèles 3D en un seul devis et de commander directement les pièces depuis la plateforme en ligne. « Ce que Xometry nous offre, c’est la possibilité de faire facilement évaluer notre projet, et d’en déterminer à la volée le coût et la faisabilité » déclare Psarras.

The 3D models of the parts forming the casing Psarras uploaded on the Instant Quoting Engine © T4i Engineering
Les modèles 3D des pièces formant le boîtier, importées par Psarras dans la plateforme de devis instantané © T4i Engineering

« Je suis plus que satisfait de l’outil automatique. Et si jamais j’ai une question particulière ou une exigence spécifique, je peux me contenter d’envoyer un e-mail à Georgy Toskar, le gestionnaire dédié à notre compte chez Xometry. »

Un sans-faute pour la communication et la production

Selon Psarras, la force de Xometry réside dans la communication exemplaire que la plateforme déploie entre ses clients et ses ateliers de fabrication, par le biais de ses commerciaux.

Psarras a importé des modèles particulièrement délicats de pièces critiques, assortis d’exigences spécifiques pour la fabrication. À titre d’exemple, certains composants séparés devaient être alignés d’une façon très précise au moment de leur emboîtement. Afin d’y parvenir, il était crucial que le fabricant soit au courant.

C’est ce que l’équipe de T4i engineer a expliqué en détail à Georgy Toskar et Alexander Kosotin (Directeur de production chez Xometry). « Nous nous sommes contentés d’échanger quelques e-mails et, en définitive, les pièces reçues avaient correctement été fabriquées et pouvaient être assemblées sans problèmes » nous rapporte Psarras. « Personnellement, j’étais très content de la communication avec Georgy, mais aussi de l’assistance et de l’intégralité de mon expérience en tant que client chez Xometry. »

T4i FemtoMachine® LCD : le nouveau prototype déjà sur les rails

T4i Engineering est en ce moment en train de mener quelques expériences avec une nouvelle version de leur étalonneur, laquelle est désormais équipée d’un écran et d’un clavier. Ceci permet à l’utilisateur de lancer la procédure d’étalonnage directement depuis le dispositif, sans passer par un ordinateur. Il suffit simplement de brancher le tube scellé avec le composant voulu, contrôler la concentration en sortie et connecter le tout au capteur à étalonner. 

L’entreprise est également en train d’envisager un accroissement du volume de production pour ses dispositifs d’étalonnage. « Pour le cas où nous déciderions de produire le T4i FemtoMachine® en grosses quantités, nous passerons probablement de l’impression 3D SLS au moulage par injection » explique Psarras. 

« Comme nous sommes toujours en train de collecter les retours à propos du boîtier de la nouvelle version LCD, nous préférerions continuer à les produire par impression 3D, jusqu’à ce que nous soyons sûrs qu’il n’y aura plus aucun ajustement nécessaire, » avant de conclure : « Mais que ce soit de l’impression 3D ou du moulage par injection, nous comptons définitivement nous fournir chez Xometry. »

Pour plus d’informations

À propos de T4i Engineering

T4i Engineering fournit des produits, des solutions et des services dans le domaine des analyses chimiques en situation, de la conception électronique spécialisée et des sciences des matériaux.

Pour en apprendre davantage sur T4i Engineering : https://www.t4ieng.com/about-us/
Pour contacter T4i Engineering : info@t4ieng.com

À propos de Xometry Europe

Xometry est le leader mondial des plateformes de fabrication industrielle à la demande. Nous mettons à votre disposition de vastes capacités de production et des devis en ligne instantanés pour vous aider à accélérer la réalisation de vos projets.

Grâce à notre réseau de plus de 2 000 ateliers de fabrication partenaires en Europe, nous sommes capables de garantir des délais de fabrication rapides, tout en offrant de multiples options de fabrication au travers de nos services d’usinage CNC, d’impression 3D, de tôlerie, de moulage par injection et de moulage sous pression.

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