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AM Polymers et le développement de poudres plastiques innovantes pour la fabrication additive

Publié le 16 novembre 2021 par Mélanie W.
am polymers

L’impression 3D est passée du statut d’outil de prototypage à celui de procédé de fabrication répandu. Aujourd’hui, un large éventail de secteurs, de l’industrie automobile à l’aérospatiale, bénéficient des nombreuses applications possibles de la fabrication additive. Toutefois, pour que les entreprises puissent réellement exploiter les avantages de l’impression 3D par rapport aux procédés traditionnels, le choix du procédé approprié n’est pas le seul élément important. Ce n’est qu’avec une sélection appropriée de matériaux qu’une nouvelle technologie peut trouver son application industrielle et sa maturité. AM Polymers, expert dans la production de poudres plastiques qualifiées pour le frittage laser sur lit de poudre et le frittage à grande vitesse, est l’un des pionniers sur le marché en ce qui concerne le développement de matériaux qualifiés ayant des propriétés similaires au moulage par injection. Nous avons rencontré les deux fondateurs de l’entreprise, Andreas Wegner et Timur Ünlü, pour en savoir plus sur la variété des matériaux disponibles sur le marché de la fabrication additive.

3DN : Pouvez-vous vous présenter ainsi que votre lien avec l’impression 3D ?

AW : Toute l’équipe de AM Polymers a été en contact avec l’impression 3D au cours de ses études ou a déjà utilisé ses propres imprimantes 3D. Je m’intéresse à l’impression 3D depuis 2007. Au cours de mon doctorat à l’université de Duisbourg, j’ai concentré mon attention sur le frittage laser des matières plastiques – en mettant l’accent sur une compréhension approfondie des processus. Ce faisant, j’ai reconnu très tôt la nécessité d’élargir la gamme de matériaux pour le frittage laser afin de rendre l’impression 3D utilisable pour des applications auparavant fermées. C’est pourquoi j’ai commencé à développer de nouveaux matériaux en poudre en 2012.

A gauche, Timur Ünlü ; à droite Andreas Wegner

: En tant qu’ingénieur physicien, je suis probablement la personne la plus « exotique » chez AM Polymers. Néanmoins, les lasers, l’absorption de la lumière, l’interaction lumière-solide, les voxels, la technique tridimensionnelle, l’orientation, etc. ne sont pas des concepts qui me sont étrangers. Mon intérêt pour l’impression 3D a été éveillé en 2012 par un article sur le procédé de frittage laser paru dans la Neue Züricher Zeitung. À l’époque, j’étais déjà responsable technique chez un fabricant suisse de poudre polymère. Mon travail consistait à ouvrir de nouveaux marchés et j’ai donc été sensibilisé aux procédés d’impression 3D à base de poudre. En 2013, je suis tombé sur les publications d’Andreas en faisant du repérage. Un échange professionnel s’est rapidement développé et rapidement on a commencé à développer des poudres plastiques applicables industriellement pour l’impression 3D.

3DN : Pourquoi avoir fondé AM Polymers ?

AW : Les développements issus de mon doctorat ont conduit à la création d’AM Polymers en 2014. Après avoir réussi à qualifier les premiers matériaux pour le frittage laser avec Timur en 2013, la question de leur commercialisation s’est posée. Depuis lors, notre mission est d’offrir des poudres qualifiées, dotées de propriétés similaires à celles du moulage par injection et faciles à traiter. L’accent est mis ici sur les thermoplastiques traditionnellement utilisés dans le moulage par injection, afin d’élargir les domaines d’application de l’impression 3D grâce à la diversité des matériaux.

En général, nous suivons le concept « plug-and-play » pour nos matériaux. La facilité de traitement et la haute qualité du matériau sont toujours au centre du développement. Nous considérons que des temps de rodage courts, de quelques jours, sont obligatoires. Les longues tentatives pour faire fonctionner les matériaux sur les machines frustrent les utilisateurs et jettent le discrédit sur les matériaux alternatifs par rapport au PA12 et au PA11, ce qui rend plus difficile l’ouverture de nouveaux marchés et applications.

Forts de plus de 20 ans d’expérience, nous sommes en mesure de proposer des solutions matérielles faciles à mettre en œuvre pour tous les systèmes de machines courants. Nous ne nous considérons pas comme de simples fournisseurs de matériaux en poudre, mais comme des fournisseurs de solutions matérielles incluant le savoir-faire nécessaire en matière de traitement.

: Oui, exactement, le fait que pendant près de 25 ans le PA12 ait été le seul matériau adapté au processus de frittage laser a été décisif pour nous afin de couvrir la demande de véritables polymères de moulage par injection.

3DN : Pouvez-vous nous en dire plus sur votre gamme de matériaux et leur compatibilité avec les procédés d’impression 3D ?

AW : AM Polymers propose aujourd’hui une très large gamme de matériaux pour le frittage laser et le frittage à grande vitesse, que nous élargissons constamment dans le but de mettre à la disposition de la fabrication additive un maximum de matériaux connus. Outre les classiques PA12 et PA11, nous proposons de nombreux thermoplastiques et plastiques techniques standard classiques tels que PE, PP, TPU, PBT, PA6 et PA66.

Composant fabriqué en 3D à partir de poudre de polyéthylène téréphtalate ROLASERIT® PBT01 (crédits photo : AM Polymers)

: Avec huit polymères différents, nous offrons la plus large gamme de matériaux pour le frittage laser sur le marché. La sélection est complétée par d’autres variantes avec ou sans charges pour répondre à des exigences particulières. Selon les besoins du client, nous proposons également des matériaux personnalisés. Nous nous considérons comme des ingénieurs de systèmes de fabrication additive ayant des connaissances spécialisées dans les domaines des polymères, des poudres et des processus. 

3DN : Avec les matériaux PA66 et PBT, vous avez élargi la gamme de matériaux pour la production en série par frittage laser. Quels avantages cet élargissement apporte-t-il au marché ?

AW : Le marché des matériaux pour la fabrication additive est toujours dominé par les matériaux PA12 et PA11. Pour les applications techniques, les matériaux PA6 et PA66 dominent sur les PA12 et PA11 ainsi que sur les PEK ou PEKK. Par conséquent, l’étape de la fabrication additive reste fermée dans de nombreux domaines d’application classiques en raison du manque de matériaux appropriés, bien qu’il existe de nombreux domaines d’application innovants dans les secteurs de l’automobile, de l’aérospatiale, de l’électronique et de l’ingénierie électrique ou mécanique, par exemple. Avec le PA6, le PA66 et le PBT, nous comblons cette lacune et pouvons offrir une large gamme de matériaux aux propriétés mécaniques supérieures à celles du PA12 à un prix compétitif.

Avec ROLASERIT® PA66-01, nous réussissons pour la toute première fois à proposer un matériau en poudre PA66 pour le processus de frittage laser. Par rapport à d’autres polymères, le PA66 se caractérise notamment par une grande résistance à la déformation thermique et au vieillissement. En même temps, le matériau présente une dureté et une rigidité élevées ainsi qu’une bonne résistance à l’abrasion. Le matériau a été développé en tant que matériau ignifuge en collaboration avec Airbus et Siemens, où il a été testé avec succès pour la production de démonstrateurs pour les industries aérospatiale et électronique.

Support de capteur de température AIRBUS en polyamide 6.6 ROLASERIT® PA66-01, imprimé en poudre et lissé chimiquement (crédits photo : AM Polymers)

: Dans le cadre d’un nouveau développement, différents grades de PBT destinés à être utilisés dans le frittage laser ont été créés en coopération avec MITSUBISHI CHEMICAL. Le PBT en tant que polymère se caractérise notamment par de bonnes propriétés de glissement et d’usure, de bonnes propriétés d’isolation électrique indépendantes de l’absorption d’humidité et une grande stabilité dimensionnelle. Les applications typiques sont les paliers lisses, les moulages de vannes, les rouleaux, les corps de pompe et les roues, les raccords et, en particulier, les applications dans l’industrie électrique telles que les bobinoirs et les connecteurs.

3DN : Pouvez-vous nous donner des exemples d’application ?

: Les applications actuelles sont généralement difficiles à montrer, car l’accent est mis ici sur l’avance de nos clients sur leurs concurrents. Néanmoins, nous pouvons déjà annoncer que notre PBT a déjà trouvé son application dans le secteur automobile et sera bientôt utilisé dans la production en série.

AW : Notre PP est déjà utilisé pour les réservoirs de liquide de frein automobile depuis 2017 et presque tous les équipementiers du monde entier bénéficient de la flexibilité de l’impression 3D. Les pinces robotisées pour les lignes de production fabriquées avec notre TPU élastique ont déjà été établies comme une application efficace. Le processus de frittage au laser s’est avéré être un moyen plus rentable et plus rapide de produire ces pinces de robot (à la fin de l’article, vous trouverez une vidéo montrant comment elles sont fabriquées).

3DN : Comment envisagez-vous la gamme de produits AM Polymers à l’avenir ?

AW : D’autres matériaux sont en phase de développement. Il s’agit non seulement de versions renforcées et ignifugées, mais aussi d’autres variantes de polymères. Ici, nous nous concentrons sur les matériaux qui sont les plus demandés par les clients. Vous pouvez donc vous attendre à de nouveaux matériaux de la part de notre entreprise.

: Il existe également diverses coopérations avec les fabricants d’équipements, les transformateurs et les utilisateurs. Outre l’élaboration de nouveaux matériaux, il s’agit souvent de développer des solutions matérielles personnalisées pour des applications spécifiques au client. Dans de nombreux cas, l’accent est mis sur les applications en série avec des quantités plus importantes afin de créer le transfert vers l’impression 3D avec les matériaux précédemment utilisés dans le moulage par injection.

3DN: AM Polymers wird einen Messestand auf der Formnext haben, wo finden Besucher diesen und was erwartet sie dort? 

AW: Unseren Messestand finden Sie in Halle 12.1 G127. Als Besucher kann man bei uns die breiteste Materialpalette für das Laser-Sintern finden. Wir zeigen die große Vielfalt an Möglichkeiten, die unsere Materialien bieten. Gerne beraten wir hierbei, welches Material für Ihre Kundenanwendung am besten geeignet ist und welche Vorgehensweise, Dienstleistung oder Anlagentechnik für Ihre Serienanwendung zur besten Lösung führt.

3DN : AM Polymers aura un stand à Formnext : que pourront y voir les visiteurs ?

AW : Vous trouverez notre stand dans le hall 12.1 G127. En tant que visiteur, vous pouvez trouver la plus large gamme de matériaux pour le frittage au laser. Nous montrerons la grande variété de possibilités qu’offrent nos matériaux. Nous nous ferons un plaisir de vous conseiller sur le matériau le mieux adapté à votre application client et sur la procédure, le service ou la technologie du système qui conduira à la meilleure solution pour votre application en série.

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Pièce en polyamide 6 ROLASERIT® PA6-01 imprimé en poudre et lissé chimiquement

: Andreas fera également une présentation intitulée « Disponibilité des plastiques traditionnels de moulage par injection PA66, PBT et PP pour la fusion sur lit de poudre en tant que catalyseur des nouvelles applications de la fabrication additive ». Nous vous recommandons vivement d’écouter sa présentation, qui aura lieu au TCT Introducing Stage @ Formnext, Hall 12 Level 0, E41 le 16 Novembre 2021 de 14H40 à 15H00.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

: Nous pouvons nous réjouir de voir à quelle vitesse la diversité des matériaux augmentera au cours des prochaines années, et donc comment l’impression 3D apportera sa contribution significative à la réalisation de l’objectif de production décentralisée de pièces en plastique ainsi qu’à la durabilité associée.

AW : Nous sommes très heureux de revoir le secteur de l’impression 3D en direct et en personne au Formnext 2021 après une pause de deux ans. Les conversations et discussions intéressantes sur place nous ont vraiment manqué. N’hésitez pas à nous rendre visite spontanément sur notre stand ou à nous contacter via [email protected] pour fixer un rendez-vous. Vous pouvez également trouver plus d’informations sur nos activités sur notre site ICI.

Irez-vous rendre visite à AM Polymers au Formnext 2021 ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

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