L’impression 3D pour coller bois et polymère sans adhésif

Et si vous pouviez coller du plastique sur du bois sans adhésifs ni produits chimiques ? C’est l’objectif d’une équipe de chercheurs de l’Université de Technologie de Graz en Autriche. Ils se sont appuyés sur la fabrication additive pour déposer différents matériaux sur du bois, couche par couche, et ont baptisé leur technique “AddJoining”. Ces matériaux ont en fait pénétré le bois ce qui a permis de créer ces liens extrêmement solides. Plusieurs matières ont été testées comme le polyamide ou encore du sulfure de polyphénylène renforcé en fibres de carbone, que ce soit sur du chêne ou de l’hêtre. Grâce à cette technique, l’équipe espère réduire l’impact environnemental des colles et adhésifs industriels.  

Les colles utilisées dans l’Industrie sont souvent des colles synthétiques, obtenues à partir de dérivés d’hydrocarbures et de l’industrie chimique. Du coup, elles ne se dégradent pas et compliquent très fortement le recyclage de certains produits.  Bien que les colles dites naturelles se développent de plus en plus, avec même des initiatives autour de solutions dites biodégradables, les efforts ne sont pas suffisants et la réalité est moins verte que l’on souhaiterait. C’est pour lutter contre ce problème que cette équipe de chercheurs en Autriche a imaginé la technique AddJoining. 

De gauche à droite : Awais Awan, Sergio Amancio et Gean Marcatto de l’Institute of Materials Science, Joining and Forming du TU Graz. (crédits photo : Wolf – TU Graz)

Concrètement, il s’agit de déposer le matériau sur du bois non traité au lieu d’un plateau d’impression classique pour créer des joints entre les deux matières. On imagine les contraintes que cela implique mais les premiers résultats obtenus sont encourageants. Gean Marcatto, l’un des chercheurs, explique : “Après la rupture du joint, nous avons pu trouver du polymère dans les pores du bois et des fibres de bois cassées dans le polymère, ce qui suggère que la rupture s’est produite dans le bois et le polymère, mais pas au niveau du joint.” 

Les chercheurs expliquent qu’ils pourraient obtenir des résultats encore plus satisfaisants s’ils traitaient le bois en y mettant par exemple une nano structure via la gravure laser. Ils pourraient ainsi augmenter les pores et avoir une meilleure adhérence. Sergio Amancio, un des membres de l’équipe, poursuit : “Nous voulions travailler avec le moins d’étapes possibles et, surtout, sans produits chimiques. Cette technologie est particulièrement adaptée aux géométries 3D complexes, car les composants sont imprimés directement sur la surface, quelle que soit la géométrie souhaitée.” 

La méthode Ultrasonic Joining (crédits photo : Wolf – TU Graz)

Une seconde technique a été développée, Ultrasonic Joining, qui n’a rien à voir avec la fabrication additive : elle consiste à assembler deux matériaux grâce à la production d’ultrasons et de chaleur. Vous pouvez cliquer ICI si vous souhaitez en savoir plus sur ces deux méthodes.

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*Crédits photo de couverture : Wolf – TU Graz