Combiner céramiques et métaux dans un même procédé d’impression 3D résine

Depuis lundi, la ville de Hanovre en Allemagne accueille l’annuel Hannover Messe, un événement consacré à l’industrie manufacturière et à la transformation digitale. De la robotique à l’intelligence artificielle, l’accent est mis sur l’automatisation, la technologie ou encore la digitalisation. Et parmi les exposants et visiteurs, on retrouve quelques acteurs de la fabrication additive, bien évidemment.

Si on vous en parle aujourd’hui, c’est parce qu’une initiative a particulièrement retenu notre attention : il s’agit d’un projet mené par des chercheurs de l’institut technologique de Karlsruhe (KIT). Baptisé CeraMMAM (pour Ceramic Multi Material Additive Manufacturing), il met en œuvre un système de liant universel pour une technologie résine afin d’imprimer plusieurs matériaux dans un seul et même bac. L’objectif ? Pouvoir combiner des céramiques avec des métaux, ou encore des céramiques de nature différente. On pourrait ainsi fusionner des propriétés mécaniques, électriques ou encore thermiques de façon précise.

L’approche des chercheurs s’appuie sur la photopolymérisation : une résine photosensible est exposée à une lumière d’une longueur d’onde spécifique, la faisant durcir localement. La différence est que cette résine contient des particules de céramique ou de métal, ainsi qu’un liant qui permet d’unir les différents matériaux entre eux. Des étapes de déliantage et de frittage seront ensuite nécessaires pour obtenir les pièces finales.

Selon l’équipe, ce liant universel est un mélange de polymères liquides, d’additifs fonctionnels et d’un photoinitiateur. On n’en sait pas plus – mais c’est là que réside tout le caractère innovant de ce procédé CeraMMAM. Ce travail de préparation du matériau est donc primordial. On sait simplement que les chercheurs ont une imprimante 3D Lithoz. Chantal-Liv Lehmann du KIT poursuit :

Grâce à notre système de liant universel, nous pouvons fabriquer des composants multimatières présentant des propriétés novatrices et parfois contradictoires. Cela ouvre la voie à des conceptions et des fonctionnalités totalement nouvelles, jusqu’alors impossibles à réaliser. Nous pouvons par exemple produire des composants tels que des engrenages en céramique dotés d’un intérieur souple et d’une surface particulièrement dure.

Matériaux et applications du procédé CeraMMAM

Pour l’instant, l’équipe a testé avec succès une combinaison de céramique-céramique à base d’oxyde d’aluminium et d’oxyde de zirconium, ainsi que sur des mélanges de zircone renforcée à l’alumine (ATZ) et d’alumine renforcée à la zircone.

L’équipe explique que ce procédé pourrait trouver une utilité particulière dans les secteurs aéronautique, de la médecine ou de l’ingénierie mécanique. Par exemple, on pourrait fabriquer des implants osseux et dentaires sur-mesure, ou encore des composants résistants à l’usure et à la chaleur, avec des zones de cuisson et de porosité très bien ajustées. Vous souhaitez en savoir plus ? Cliquez ICI.

Que pensez-vous de ce projet d’impression 3D ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article. Vous pouvez aussi nous suivre sur Facebook ou LinkedIn !