Casques de football américain : l’impression 3D par granulés peut-elle se passer du moule ?

Pollen AM et RHEON Labs annoncent un partenariat prometteur et viennent de qualifier le matériau d’amortissement RHEON™ P3D 001 sur l’imprimante à granulés Pam Pro. Premier test grandeur nature : des composants de protection intégrés dans un casque de football américain pour la NFL. Ils sont 30 % plus légers que leurs équivalents moulés par injection, avec un amortissement au moins équivalent.

L’impression 3D a déjà fait ses preuves sur les casques

Dans la protection des joueurs de football américain, l’impression 3D résine a déjà montré ce qu’elle pouvait apporter face au moulage par injection. Elle offre une liberté géométrique plus grande, des possibilités de personnalisation moins onéreuses et des réductions de poids.

Les composants imprimés en 3D des casques de football américain (crédits photo : RHEON Labs)

Mais qu’en est-il de la fabrication additive par granulés ? Pollen AM, fabricant français d’imprimantes 3D à granulés, et RHEON Labs, spécialiste des polymères absorbeurs de chocs, explorent justement cette voie.

Les deux entreprises ont imprimé des composants de protection internes, puis les ont intégrés dans le Xenith Shadow XR, un casque déjà équipé de matériaux RHEON. Mais alors, quelle est la vraie valeur ajoutée de la technologie PAM utilisée ?

Le vrai coût du moule

Tout d’abord, il faut savoir que ces composants sont aujourd’hui moulés par injection. Une série type compte 5 000 à 10 000 casques, chacun contenant de 1 à 12 pièces de protection. Le procédé est adapté à ces volumes, mais il demande un investissement lourd avant la première pièce : jusqu’à 150 000 € d’outillage et jusqu’à trois mois de délai.

Des contraintes de design sont aussi imposées par ce moule : angles de dépouille, épaisseur de parois régulières et peu de contre-dépouilles. Il est très difficile d’obtenir des structures lattices internes ou de faire varier les performances mécaniques au sein d’une même pièce. En fait, la géométrie est limitée par ce que le moule peut remplir et éjecter.

En supprimant le moule, on contourne donc de nombreuses limites. Le choix de la fabrication additive est donc intéressant, et encore plus la technologie PAM notamment par rapport aux matériaux.

La machine Pam Pro (crédits photo : Pollen AM)

Un matériau qui durcit au moment de l’impact

Le RHEON™ P3D 001 est intrinsèquement sensible à la vitesse de déformation, ce qui signifie que sa rigidité dépend de la vitesse à laquelle il est déformé. Il reste souple et flexible au porté, puis se rigidifie au moment d’un choc pour absorber l’énergie. Ce comportement est propre au matériau : il ne dépend d’aucun post-traitement ou autres traitements annexes.

Il est livré sous forme de granulés, la même matière première que pour l’injection. Le coût matière reste donc proche de celui de l’injection, sans l’investissement dans le moule. Mais ce qui est intéressant, c’est que l’impression 3D va permettre de faire varier la densité des structures lattices, la forme des cellules et l’épaisseur des parois selon les zones du casque. Modifier la géométrie revient ainsi à régler la réponse au choc, zone par zone.

Pour y parvenir, les équipes de Pollen AM ont dû adapter à la Pam Pro les réglages que RHEON utilisait sur d’autres imprimantes à granulés. Les paramètres validés font partie des principaux résultats techniques de la collaboration.

Le casque final (crédits photo : RHEON Labs)

30 % plus léger, sans perte d’amortissement

RHEON Labs a comparé les composants imprimés à des pièces moulées par injection de géométrie similaire. Le laboratoire a mesuré l’énergie transmise à travers la pièce lors d’impacts à basse et à haute énergie.

La pièce imprimée pèse 30 % de moins que la version moulée. Malgré cette masse réduite, son amortissement est au moins équivalent à celui de la pièce injectée, et même supérieur dans certaines conditions d’impact.

On vous invite justement à télécharger le cas d’étude complet pour connaître tous les résultats obtenus. Vous y trouverez :

• la courbe complète énergie transmise / énergie d’impact, pièce imprimée contre pièce moulée ;
• le poids exact des composants comparés ;
• les paramètres d’impression validés sur la Pam Pro ;
• les propriétés mécaniques du RHEON™ P3D 001 (dureté, indice de fluidité, allongement et contrainte à la rupture) ;
• la manière dont le lattice est adapté zone par zone ;
• une fiche technique récapitulative.

Téléchargez le cas d’étude (en anglais).

La tête d’extrusion de la machine Pam Pro (crédits photo : Pollen AM)

Moto, vélo, défense : les prochaines cibles

Pollen AM et RHEON Labs voient cette qualification comme un point de départ. Les partenaires visent d’autres équipements de protection : moto, vélo et défense, partout où l’amortissement compte autant que le coût de production et les délais.

« Le sport est l’un des environnements les plus exigeants pour un matériau : les pièces doivent protéger, être souples et rester légères, et les marques veulent les obtenir plus rapidement », a déclaré Victor Roux, cofondateur et président de Pollen AM. « Notre collaboration avec RHEON Labs montre tout ce qu’un procédé ouvert, basé sur des granulés, permet de réaliser lorsqu’il est associé à un matériau de pointe. Notre objectif est d’attirer davantage de producteurs de matériaux sur la plateforme, afin que les marques et les fabricants puissent passer plus rapidement d’un nouveau matériau à une pièce finie. »

« En associant la technologie de matériaux dynamiques de RHEON Labs à l’impression 3D par granulés, nous permettons un développement plus rapide, une plus grande liberté de conception et des performances adaptées à chaque application », résume Dr Sarah Karmel, directrice scientifique de RHEON Labs.

Pollen AM et RHEON Labs présenteront ces résultats lors d’un webinaire en direct le 25 novembre 2026 : inscrivez-vous ICI gratuitement. Pollen AM sera également présent au salon Formnext 2026 à Francfort (hall 12.1, stand A78).

Découvrez les résultats complets dans le cas d’étude Pollen AM x RHEON Labs ICI. Vous pouvez aussi retrouver toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou nous suivre sur Facebook ou LinkedIn !