Des scientifiques doublent la solidité de l’aluminium imprimé en 3D
En Russie, des scientifiques de l’Université Nationale de Science et Technologie (NUST MISIS) ont présenté leurs travaux de recherche sur une méthode de production d’une alumine à ultra haute pureté (UHPA) capable de doubler la résistance des composites en aluminium imprimés en 3D. On aurait ainsi des composants se rapprochant de la solidité de ceux en alliage de titane, matériau très prisé dans l’industrie aérospatiale pour son rapport poids/résistance.
On sait que les industries automobile, aérospatiale et médicale sont à la recherche d’économies de poids, de temps de fabrication mais aussi de réduction de coûts, raisons qui expliquent leur intérêt pour la fabrication additive métal notamment à partir de titane, aluminium et acier. L’aluminium est un matériau léger qu’on peut facilement mouler, deux exigences essentielles pour qu’un métal puisse être imprimé en 3D. Cependant, il n’est pas assez solide et résistant; on privilégiera l’utilisation du titane qui présente une résistance six fois plus élevée. Les chercheurs russes ont donc voulu augmenter cette solidité et proposer une nouvelle méthode de production de poudre.
L’aluminium est brûlé dans l’étape de purification de la poudre (crédits photo : NUST MISIS)
Une poudre d’aluminium plus pure
L’équipe explique qu’elle utilise des granules d’aluminium d’une pureté de 99,7%. Par oxydation, traitement alcalin et acide et calcination thermique à 1450°C, les granulés sont transformés en hydroxyde d’aluminium. À chaque étape du processus, les chercheurs vérifient les impuretés de l’oxyde, en particulier celles de fer et de potassium, qui se sont révélées les plus problématiques. Avec ces données, l’équipe modifie ensuite les traitements chimiques, le lavage et la calcination, ce qui donne un UHPA d’une pureté de 99,99% et 99,999%.
Bien que les conditions optimales de traitement de la poudre restent à déterminer, l’équipe NUST MISiS explique qu’elle utilise déjà ce matériau pour développer des prototypes imprimés en 3D à l’aide de la frittage sélective laser. Elle aurait obtenu des pièces possédant un tiers de la résistance du titane. Le professeur Alexander Gromov affirme : “Nous avons développé une technologie pour renforcer les composites à matrice en aluminium imprimés en 3D et nous avons obtenu des modificateurs innovants en brûlant des poudres d’aluminium. Ce sont les propriétés spéciales et la structure de la surface qui permettent aux particules d’être fermement fixées à la matrice en aluminium et, par conséquent, de doubler la résistance des composites obtenus.”
Quelques pièces imprimées avec la poudre UHPA (crédits photo : NUST MISIS)
L’un des principaux avantages de cette méthode de production de poudre UHPA est son faible coût, qui permet de maintenir une rentabilité élevée lors de l’application du matériau. Vous pouvez retrouver l’ensemble des travaux de recherche ICI.
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