Le MIT imprime en 3D du verre transparent

Le verre a toujours été un matériau présent dans l’industrie manufacturière et son processus de traitement et de transformation a peu évolué ces dernières années. La plupart est soufflé, flotté et refroidi pour devenir transparent et offre des caractéristiques intéressantes comme une stabilité chimique élevée. Les pièces en verre sont toutefois définies comme très homogènes et peu adaptables. Notons toutefois que les technologies d’impression 3D tendent à faciliter les processus de fabrication du verre avec certains acteurs qui se lancent dans l’impression directe de cette substance minérale.

C’est bien le cas d’une équipe de recherche du MIT qui travaille sur un processus de fabrication depuis quelques années ; elle a présenté ses conclusion en décembre dernier, résultats qui devraient encourager l’industrie à utiliser davantage la fabrication additive. En effet, cette méthode représenterait un moyen de créer des géométries complexes et des objets en verre personnalisés. L’entreprise Micron3DP par exemple s’est inspirée du dépôt de matière fondue pour faire fondre le verre et produire, couche par couche, une pièce plus complexe dans sa forme. Toutefois, le verre obtenu présentait des propriétés chimiques moins élevées ainsi qu’une transparence diminuée.

Les premiers pas du projet du MIT

L’équipe du Mediated Matter Group du MIT a donc essayé de contrôler les propriétés optiques et mécaniques du verre imprimé en 3D tout en conservant une résolution élevées. Le projet a commencé avec une première machine baptisée G3DP. Cependant, lors des premières tentatives, les chercheurs ont eu du mal à garder le verre transparent tout en créant un processus de production fluide – le verre fondu commençait à coller et à adhérer à la surface extérieure de la buse de l’imprimante.

A partir de ces premiers constats, les chercheurs ont développé une nouvelle solution d’impression 3D plus poussée, la G3DP2. Celle-ci comprendrait un système de contrôle thermique intégré numériquement pour les différentes phases de formation du verre, ainsi qu’un nouveau système de contrôle de mouvement à quatre axes pour contrôler les flux. Concrètement, l’imprimante 3D est composée de trois zones à contrôle thermique : le réservoir qui maintient le verre en fusion à 1090 ° C pour le maintenir liquide, la buse qui fonctionne à 800 ° C et la chambre d’impression maintenue à 480 ° C.

Les chercheurs ajoutent qu’ils utilisent une enceinte fermée pour mieux surveiller le refroidissement du verre et sa cristallisation. Ils obtiendraient alors des résultats plus nets et des pièces plus claires ne présentant aucun problème structurel. Enfin, la G3DP2 pourrait traiter 5 kilos de verre par heure, une bonne nouvelle pour tous les industriels ! 

A l’occasion de la Milan Design Week de 2017, l’équipe avait réussi à imprimer des piliers de verre de 3 mètres de haut qui présentaient une résistance aussi élevée que celle du verre sodocalcique ; une belle démonstration de cette technologie ! Retrouvez plus d’informations sur la page officielle du Mediated Matter Group ICI.

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