Imprimer du verre en 3D à température ambiante : mythe ou réalité ?

Le verre est un matériau qui nous entoure au quotidien et que l’on retrouve sous de multiples formes. Il présente des caractéristiques très intéressantes pour de nombreuses applications – transparence, inertie chimique, isolation électrique ou encore résistance à la chaleur et recyclabilité. Malgré ses avantages, il est encore peu utilisé en fabrication additive car il nécessite des températures de fusion très élevées – environ 1 000° C – et un environnement thermique très contrôlé. Pourtant, le récent projet du Lincoln Laboratory pourrait changer la donne. Une équipe a en effet réussi à imprimer en 3D des objets en verre à basse température : leur technique, direct ink printing, permet de démarrer le processus à température ambiante, suivi d’un traitement thermique de 250 ° C seulement.

La technique direct ink printing s’appuie sur une encre sur-mesure composée de solution de silicate et de nanoparticules d’autres substances inorganiques. Celle-ci est ensuite extrudée, couche par couche, via une buse de 410 microns, assurant un contrôle très précis du processus d’impression. L’encre peut être déposée sur un substrat plastique, métallique, en verre ou encore en silicone, le tout à température ambiante. Les particules de silicate vont réagir entre elles et les particules de silice pour former une pièce en trois dimensions.

Le procédé d’impression 3D de verre en trois étapes

Après cette étape d’impression à température ambiante, l’équipe procède à une phase de post-traitement pour garantir la stabilité structurelle de la pièce. Celle-ci est donc placée dans un bain d’huile minérale qui est chauffé à 250 °C. Elle est donc complètement durcie. Puis, elle est nettoyée dans un solvant organique – un mélange de toluène et d’isopropanol – afin d’enlever tous les minéraux résiduels. Selon l’équipe du Lincoln Laboratory, les tests effectués ont permis d’obtenir des structures avec une résolution très élevée, un rétrécissement moindre et une très bonne stabilité thermique.

Les premiers résultats sont donc très prometteurs et pourraient permettre d’accéder plus facilement à l’impression 3D de verre. Certes, les étapes de post-traitement viennent allonger le processus de fabrication, mais la réduction considérable des températures de traitement est largement avantageuse. Pour le moment, l’équipe explique travailler sur l’amélioration de la clarté optique du verre produit ainsi que sur le développement d’autres encres qui offriraient des propriétés chimiques et électriques différentes. En attendant ces évolutions, vous pouvez retrouver plus d’informations ICI.

Que pensez-vous de la méthode conçue par le Lincoln Laboratory ? Avez-vous déjà imprimé en 3D du verre ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article. Vous pouvez aussi nous suivre sur Facebook ou LinkedIn !

*Crédits de toutes les photos : Lincoln Laboratory