Un nouveau procédé d’impression 3D pour le Kapton

Le Kapton est un film de polyimide qui présente un certain nombre de caractéristiques intéressantes pour le secteur de l’impression 3D car il résiste très bien à la chaleur (jusqu’à 400°C) et adhère bien au plastique. Il est d’ailleurs souvent utilisé sous forme de ruban pour améliorer l’adhérence du plateau. C’est pourquoi une équipe de chercheurs de Virginia Tech a développé un procédé d’impression qui s’apparente au Direct ink write (DIW) afin d’imprimer en 3D du Kapton.

L’équipe de chercheurs du Virginia Tech a commencé ses travaux de recherche depuis quelques années déjà ; l’année dernière, nous vous présentions ses premières avancées. Elle avait eu recours à la stéréolithographie pour imprimer en 3D le Kapton, ce matériau très prisé par le secteur spatial pour permettre l’isolation des satellites et vaisseaux et les protéger du froid et de la chaleur. Le procédé SLA présentait toutefois quelques inconvénients : d’une part, l’impression devait se faire d’une traite, ce qui signifie que l’incorporation de composants ne pouvait être effectuée qu’une fois la pièce terminée. De plus, les imprimantes 3D SLA ne peuvent fonctionner qu’avec un seul matériau à la fois. C’est pourquoi les chercheurs se seraient tournés vers un procédé d’impression plus flexible, le DIW. Notons toutefois que celui-ci n’est pas destiné à remplacer la stéréolithographie, les deux procédés étant davantage complémentaires.

L’impression 3D de Kapton à partir du DIW

Le direct ink write est basé sur l’extrusion d’une encre qui a l’apparence d’une pâte visqueuse; dans notre cas, cette pâte serait chargée de particules de Kapton elles-mêmes mélangées à un liant. La machine vient ensuite extruder la pâte, qui est durcie au moment où elle est déposée sur le plateau grâce à un rayon UV. La pièce passe ensuite par une étape de déliantage et de frittage. Les chercheurs expliquent que ce processus leur permet d’imprimer différentes pièces côte à côte et surtout d’ajouter à la main des composants conducteurs à la moitié de l’impression. Ils ajoutent que les couches peuvent être extrudées directement sur des pièces existantes, même sur des surfaces courbes.

Daniel Rau, l’un des co-auteurs de cette recherche et doctorant du laboratoire DREAMS poursuit : “Parce que c’est une technique très simple, le DIW nous donne une incroyable souplesse en termes d’encres, de synthèses et de propriétés.” Ajoutons que l’équipe déclare avoir obtenu un Kapton imprimé en 3D qui conserve ses propriétés mécaniques jusqu’à 400°C mais avec une température de dégradation de 534°C, ce qui est légèrement inférieur 550°C du Kapton conventionnel. Les résultats restent toutefois très prometteurs et les applications très variées. Vous pouvez retrouver davantage d’informations ICI.

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