Des antennes fabriquées par impression 3D de granulés métalliques et céramiques

Dans les communications modernes, il existe des dispositifs sans lesquels l’échange d’informations ne serait tout simplement pas possible : les antennes. Elles sont conçues pour la transmission et la réception de signaux dans les systèmes de communication. La conception et le développement des antennes sont très complexes et continuent d’évoluer pour répondre aux exigences croissantes des communications. Un projet interdisciplinaire mené à la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), au Chili, est un exemple des progrès qui continuent d’être réalisés. Les chercheurs y ont mis au point une solution moins coûteuse et durable pour la fabrication d’antennes à haute fréquence à l’aide de l’impression 3D.

Le projet s’intitule : « Développement de granulés composites à base de polymères avec des particules et/ou de la céramique pour la fabrication d’antennes de télécommunication par fabrication additive ». L’objectif principal de l’étude était donc d’optimiser un processus d’impression 3D qui réponde à toutes les exigences des antennes à haute fréquence. Les chercheurs affirment que, dans ce cas particulier, le matériau présentant les meilleures caractéristiques est une combinaison de métal et de céramique sous forme de granulés.

Comment les antennes sont-elles imprimées à l’aide de granulés ?

L’un des points forts de cette recherche a été la production de granulés avec une concentration de particules métalliques et céramiques comprise entre 70 et 90 %. La taille des particules était idéale pour l’extrusion et le produit final présentait des caractéristiques optimales. De plus, le procédé proposé par les chercheurs permet de réduire les pertes de matière, d’optimiser les temps de fabrication et d’améliorer les normes d’impression grâce à l’utilisation de l’intelligence artificielle.

Pour tester la faisabilité du nouveau procédé, des prototypes fonctionnels de systèmes à haute fréquence ont été imprimés avec le matériau combiné métal-céramique. Les prototypes ont ensuite été testés pour leurs caractéristiques physico-chimiques et électriques. En particulier, des études de déliantage et de frittage ont été réalisées pour s’assurer que la structure se maintenait pendant le processus d’élimination du polymère. Le Dr Dreidy Vásques, chef de projet, explique : « Notre proposition porte sur le développement et l’analyse de ces deux types de matériaux, l’impression des pièces, l’élimination du polymère et, enfin, l’analyse des propriétés pour développer des prototypes d’antennes ».

D’un point de vue écologique, la nouvelle méthode de fabrication permettrait de réutiliser les polymères, favorisant ainsi une économie circulaire dans la production d’antennes. Le projet s’est achevé début septembre et le brevet est en cours d’élaboration. Les chercheurs ne peuvent donc pas encore divulguer tous les détails de leur travail.

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