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Bosch présente un microréacteur imprimé en 3D en céramique

Publié le 11 juillet 2022 par Mélanie W.
bosch advanced ceramics

En collaboration avec l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) et le chimiste BASF, Bosch a produit le premier microréacteur imprimé en 3D en céramique technique. Les microréacteurs sont des dispositifs à très petite échelle dans lesquels des réactions chimiques peuvent avoir lieu. Ils mesurent généralement moins de 2,5 cm de long et de large, avec un épaisseur de 1,5 mm, bien que les dimensions puissent varier. Les microréacteurs ont des tubes d’entrée et de sortie, avec de petits canaux ou chambres à l’intérieur, dans lesquels les réactions ont lieu. Généralement, les réactifs et le produit sont des fluides, liquides ou gazeux, qui peuvent être introduits à l’aide de petites pompes ou par électro-osmose.

En termes de chaleur, de stabilité et de corrosion, peu de matériaux peuvent résister aux conditions extrêmes provoquées par les réactions chimiques à haute température. Ils peuvent être constitués de silicium, de verre, de métal ou de matériaux céramiques. Les canaux ne doivent pas être plus larges qu’un cheveu humain. Klaus Prosiegel, directeur des ventes chez Advanced Ceramics, une startup de Bosch, basé dans le sud de l’Allemagne explique : « Pour contrôler et surveiller une réaction chimique, un réacteur doit avoir une dureté, une résistance à la chaleur et des structures complexes à l’intérieur. Les céramiques techniques imprimées en 3D apportent ces excellentes propriétés. »

bosch

Les installations présentes chez Bosch Advanced Ceramics (crédits photo : Bosch)

Selon la le cabinet d’études Data Bridge, le marché mondial de la céramique devrait atteindre 16 milliards d’euros d’ici 2029. Un chiffre qui peut notamment s’expliquer par le fait que c’est un matériau prisé par plusieurs industries : en médecine, elle est utilisée dans la fabrication d’outils pour sécuriser un maximum les chirurgies par exemple ; dans le domaine des technologies de l’énergie, l’extrême résistance à la chaleur et la conductivité ionique des céramiques techniques en font un matériau idéal pour les piles à combustible, entre autres applications. En matière de mobilité, les capteurs de distance qui aident au stationnement sont également en céramique technique. Combiner impression et céramique technique paraissait donc être une solution idéale pour la jeune pousse allemande.

Bosch Advanced Ceramics se tourne vers la fabrication additive

L’entreprise a été confrontée à un défi : découvrir le procédé capable de produire des structures complexes dans un réacteur céramique. Pour résoudre cette tâche, l’équipe de dix personnes de la startup de Bosch a combiné céramique technique et impression 3D. « Nous avons utilisé avec succès l’impression 3D pour produire des composants en céramique qui ne peuvent être fabriqués par des moyens conventionnels« , déclare Klaus Prosiegel. Parmi les autres avantages du recours à la fabrication additive, citons la réduction de la consommation de matières premières et d’énergie par rapport aux réacteurs normaux. Elle a utilisé des imprimantes 3D de Lithoz.

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Coupe transversale du microréacteur imprimé en 3D (crédits photo : Bosch)

BASF utilise actuellement le micro-réacteur dans le cadre de la recherche fondamentale, car il permet de surveiller les réactions chimiques dans des conditions de température idéales. Les experts peuvent analyser ces résultats à petite échelle et les extrapoler pour une mise en œuvre à grande échelle. La prochaine étape consistera à imprimer 10 à 20 autres réacteurs avec le même design afin de pouvoir visualiser les futures applications de la céramique dans le secteur chimique. M. Prosieguel leur prédit un avenir prometteur : « Après tout, presque tous les creusets de laboratoire sont fabriqués en céramique technique. » Si vous voulez en savoir plus, cliquez ICI.

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