ExOne et l’ORNL impriment en 3D des pièces en céramique et métal
En s’appuyant sur une machine de liage de poudre du fabricant ExOne, une équipe de chercheurs de l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) a développé une méthode pour concevoir des pièces céramo-métalliques. Encore en instance de brevet, ce procédé permettrait en effet d’absorber le carbure de bore dans les alliages d’aluminium – le carbure de bore étant, rappelons-le, l’un des matériaux les plus durs du marché après le diamant et le nitrure de bore cubique.
En 2019, le fabricant ExOne a obtenu une licence R&D pour développer ce processus de fabrication. Deux ans après, cette licence est étendue à une utilisation commerciale ce qui pourrait offrir de nouvelles perspectives à certains utilisateurs de la fabrication additive. L’entreprise est une spécialiste du procédé de liage de poudre, que ce soit avec de la poudre métallique, du sable ou de la céramique. C’est d’ailleurs l’un des leaders sur ce procédé depuis déjà quelques années. ExOne poursuit ses développements et s’est intéressé cette fois-ci avec l’ORNL à une méthode qui permettrait d’infiltrer des matériaux dans une pièce pendant son traitement.
Le carbure est l’un des matériaux les plus durs du marché
David C. Anderson a mené l’équipe de chercheurs de l’ORNL dans ce projet innovant. Il explique qu’ils ont réussi à développer un procédé pour concevoir des pièces en carbure de bore (B4C), une céramique réputée pour sa capacité à absorber les neutrons, sa dureté et sa stabilité. Ces pièces ont ensuite été infiltrées avec de l’aluminium. Le carbure de bore final devient alors une sorte de cermet c’est-à-dire un matériau composite composé d’une matrice métallique (ici l’aluminium) et d’un renfort en céramique.
Ce travail de recherche pourrait donc permettre de concevoir des pièces légères, solides mais surtout possédant des capacités d’absorption des neutrons. L’équipe affirme que ce matériau pourra donc être utile pour fabriquer des composants d’imagerie neutronique, des collimateurs, mais aussi des équipements de blindage utilisés pour dévier ou absorber l’énergie. Les chercheurs ajoutent que ce carbure de bore infiltré pourrait également protéger l’environnement et les êtres humains des radiations.
Des collimateurs imprimés en 3D (crédits photo : Genevieve Martin/ORNL)
Pour le fabricant ExOne, ce développement permet d’élargir sa gamme de matériaux compatibles. Il conclut : « Le nouveau matériau B4C signifie également que nous pouvons désormais proposer à nos clients une méthode d’impression 3D d’un matériau métallique plus léger que le bronze. Nos imprimantes 3D métal, telles que les Innovent+®, M-Flex®, X1 25Pro® et X1 160Pro™ sont aujourd’hui capables d’imprimer en 3D des objets dans plus de 22 matériaux. » Vous pouvez retrouver davantage d’informations ICI.
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