Des chercheurs améliorent les matériaux énergétiques grâce à l’impression 3D

Au Purdue Energetics Research Center, des chercheurs explorent de nouvelles façons d’améliorer les performances des matériaux énergétiques à l’aide de l’impression 3D. Ces matériaux, capables de libérer une importante énergie lors de réactions spécifiques, comprennent des explosifs, les systèmes de propulsion et les dispositifs pyrotechniques. Par ailleurs, ils trouvent des applications dans des secteurs comme la défense et l’aérospatiale.

Dirigés par Diane Collard, chercheuse au Purdue Energetics Research Center, les travaux visent à rendre les matériaux énergétiques plus sûrs, performants et adaptés à des besoins spécifiques. La personnalisation est essentielle, car les caractéristiques comme la puissance, la sensibilité, la vitesse de combustion ou la libération d’énergie varient en fonction des contextes et des applications. Mais pourquoi l’impression 3D est-elle une solution pour ces matériaux ?

Personnalisation des matériaux énergétiques grâce à l’impression 3D

Diane Collard pilote un projet visant à optimiser la puissance des explosions en utilisant des enveloppes réactives autour de matériaux énergétiques aux structures internes variées. Ces matériaux, conçus en collaboration avec l’Air Force Research Laboratory (AFRL), exploitent des techniques d’impression 3D permettant de combiner plusieurs matériaux en une seule étape. Cette approche ouvre la voie à des configurations uniques capables de modifier le comportement des matériaux, qu’il s’agisse de leur fragmentation ou de leur manière de libérer de l’énergie. Diane Collard explique : « Avant de devenir membre du personnel, je me concentrais principalement sur les propulseurs et la pyrotechnie, mais maintenant je peux travailler sur des projets d’explosifs et de batteries ». Elle ajoute : « La fabrication additive permet de personnaliser ces matériaux en fonction de besoins spécifiques. Contrairement à la fabrication traditionnelle, mieux adaptée à la production en grande série, l’impression 3D offre une flexibilité unique pour répondre à des exigences précises. »

Kelsea Miller, ingénieure de recherche en mécanique à l’AFRL et collaboratrice de Diane Collard, se concentre sur la création de matériaux énergétiques aux propriétés variables, appelés matériaux à gradient fonctionnel. Elle estime que les travaux de Diane Collard permettront à l’AFRL de mettre au point une méthode efficace pour concevoir et fabriquer ces matériaux à grande échelle. Même si nous ne savons pas les différentes technologies d’impression 3D utilisées pour améliorer ces matériaux, il est clair que la fabrication additive joue un rôle clé dans la personnalisation et l’optimisation des propriétés de ces matériaux, permettant ainsi d’adapter leurs performances aux besoins spécifiques de chaque application.

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*Crédits photo de couverture : Purdue University