Les matériaux utilisés dans la fabrication additive

Publié le par djose4

Les matériaux utilisés dans la fabrication additive
 

Outre les filaments plastiques ou nylon, il est possible d'utiliser des résines polymères avec des méthodes SLS , SLA et DLP.

Le "Gel Dispensing Printing" (GDP) utilisé dans la technologie brevetée par la société israélienne MASSIVIT est une substance qui durcit avec les UV.

Le papier avec la technologie LOM.

Les métaux (acier, nickel, titane, aluminium, or) peuvent être imprimés (http://www.primante3d.com/addup-20022017/ , http://www.primante3d.com/joaillerie-or-13102017/, http://www.primante3d.com/poudre-metal-08082019/). L'utilisation d'ultrasons permet d'accroître la résistance des pièces métalliques imprimées (http://www.primante3d.com/ultrasons-22012020/).

Le PMMA (polyméthacrylate de méthyle) communément appelé "Plexiglas" (https://www.youtube.com/watch?v=o7uPlbKI5do).

La fibre de carbone peut être imprimée pour réaliser des objets plus solides que l'acier (http://www.3dnatives.com/fibre-carbone-impression-3d-02032017/).

Le béton peut être imprimé à l'aide de machines spécifiques (http://9gag.com/gag/aVP98EP).

De la céramique peut être imprimée (http://www.3dnatives.com/3dceram-impression-ceramique-09082016/ , https://www.3dnatives.com/impression-3d-ceramique-17042019/). Il en est de même pour le verre (https://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/impression-3d-utiliser-le-verre-en-guise-d-encre-c-est-possible_112476http://www.3dnatives.com/micron3dp-impression-3d-verre-1612206/ , https://techcrunch.com/2018/12/31/mit-researchers-are-now-3d-printing-glass/). 

Du silicone peut être imprimé dans le cadre de la réalisation d'outils sur-mesure pour le domaine de la santé (https://www.youtube.com/watch?v=rQtxdw2SFAo).

Du gel de cellulose de coton est en cours d'élaboration et de nombreuses applications notamment dans les domaines de la santé (soin des blessures, handicaps) et industrie manufacturière sont à prévoir (http://www.hpj.com/ag_news/the-future-fabric-of-our-lives/article_405f7d9c-bb51-11e7-a45b-6f74f2fc106f.html).

 

Le matériau "Multicolor+" développé par le japonnais Mimaki permet de réaliser des impressions en couleurs (http://www.primante3d.com/multicolor-15022018/).

 

Des matériaux composites :

- "Agilus30" de Stratasys (Caoutchouc + Nylon) qui permet de réaliser des objets à la fois solides et flexibles (https://www.youtube.com/watch?v=7r9EKQzA7ZE)

- "Nylon 12CF" de Stratasys (fibre de carbone + Nylon) qui permet de réaliser des objets ultra résistants (https://www.youtube.com/watch?v=ccrAQLe3-mU)

- "Carboprint" de ExOne et SGL Group (Carbone + Graphite) est chimiquement résistant, d'une forme stable, conducteur électrique et thermique (https://3dadept.com/carboprint-materiau-integre-carbone-graphite-production-de-fabrication-additive/)

- "Onyx FR" du fabricant américain Markforged (Nylon + Copeaux de fibres de carbone) est un matériau qui contient des agents ignifuge sans altérer les propriétés de résistance intrinsèques de base ( http://www.primante3d.com/materiau-ignifuge-10052019/?fbclid=IwAR1mYW8d9uPrx--vsKDWdBRgYsuZCmUsXyIKfXQLQmbBtDjuvKkzYp4QhzU

- "Windform" de CRP Technology (fibres de carbone à base de polyamide ou fibre de verre à base de polyamide) est un des matériaux les plus élastiques, flexibles et résistants (https://3dadept.com/windform-serait-le-materiau-ideal-pour-les-applications-difficiles/)

- L'ORNL (caoutchouc + fibres carbone + ABS + essentiellement Lignine) est un matériau performant (https://www.3dnatives.com/materiau-dimpression-3d-vegetal-040720183/)

- Le Kapton, utilisé notamment par la NASA et pour les rubans adhésifs, à l'aide de la technologie DIW (Direct Ink Writing) basée sur la stéréolithographie (http://www.primante3d.com/kapton-diw-21112018/?fbclid=IwAR0nL8aCvFyumOdgCTKTkqLyG9csjl1lXjxaYpO5payWPNEZbeg2bhu2wqk).  

Des mélanges de nutriments plus ou moins liquide peuvent servir dans l'impression 3D alimentaire (http://www.gentside.com/restaurant/food-ink-le-restaurant-ou-les-plats-sont-realises-avec-une-imprimante-3d_art78361.html).

Un hydrogel biologique composé de cellules est le matériau de la Bio-impression (http://www.3dnatives.com/biotink-impression-3d-09112016/).

Du cuir bio-imprimé (https://www.youtube.com/watch?v=rpdxZo7rtGI).

Des bactéries (https://www.3dnatives.com/impression-3d-bacteries-12122017/).

Des nanoparticules à l'aide d'encres spéciales (http://www.primante3d.com/pcb-11102017/).

Dans les matières originales, il sera possible d'imprimer du marbre (http://www.3dnatives.com/marbleecodesign-possible-limpression-3d-marbre/), du sable (https://www.lesimprimantes3d.fr/imprimante-3d-sable-sentrol-20160203/), de la poussière, des cendres funéraires (http://www.3dnatives.com/sculptures-imprimees-partir-cendres-funeraires/), des pneus recyclés (http://www.3dnatives.com/caoutchouc-impression-3d-29072016/), bactéries productrices d'un matériau aux propriétés proches de celles du graphène (http://www.3dnatives.com/bacteries-imprimees-en-3d-03042017/).

Un mélange de poudre de diamants et de polymère permet de créer des diamants composites en utilisant un procédé de stéréolithographie et un post-traitement important (https://www.3dnatives.com/diamant-composite-imprime-en-3d-27052019/).

Des matériaux à base de plantes vont être utilisés : bois, bambou, peuplier, lin.

Des matériaux énergétiques, tels que les réactions se retrouvent dans les dynamites ou airbags, seront imprimés (https://www.3dnatives.com/materiaux-energetiques-3d-03012018/). 

Des matériaux chargés de particules magnétiques contribuent à la découverte d'un "impression 4D" où les objets prendront des formes différentes au fil du temps (https://www.youtube.com/watch?v=aV07hCF7-AQ).

Un projet de matériau où se mélangeraient de la tourbe moulue et de cendres de schiste bitumineux seraient intéressant pour l'impression tridimensionnelle à bas coût de constructions étanches et bon isolants thermiques et phoniques (https://www.futura-sciences.com/maison/actualites/batiment-impression-3d-tourbe-cle-maisons-bon-marche-71981/), 

Des matériaux plus originaux sont parfois utilisés ou sont en cours d'expérimentation (https://all3dp.com/fr/1/filament-3d-orignial-materiau-3d-imprimante-3d/) : déjections humaines, plastique composé de polyétherimide et de Polycarbonate (PEI/PC) à utiliser dans l'Espace, cannabis, cendres volantes issues de la combustion de charbon, particules polluant l’atmosphère, déchets alimentaires, crack et matériaux thermodéforrmables.

Liste des matériaux à usage médico-sanitaires (http://www.primante3d.com/materiau-3d-sante-30012019/) :

- résine "Dental SG Resin" de Formlabs utilisée pour la dentisterie ;

- résine "MPU 100" de Carbon qui est un polyuréthane permettant la fabrication d’une vaste gamme de dispositifs à usage médical (couvercles, adaptateurs…), d'instruments chirurgicaux, de dispositifs en contact avec la peau (prothèses) et des conteneurs de médicaments(piluliers, inhalateurs…) ;

- filaments "Copper 3D" antibactériens à base de nanoparticules de cuivre qui sont utilisés pour la fabrication d'orthèses par exemple ;

- filament "Facilan Ortho" de ElogioAM utilisé pour la fabrication d'orthèses et de matériel orthopédique ;

- résine "E-Shell® 300 Series" de EnvisionTec utilisée pour la fabrication de prothèses auditives ;

- filament "Fortis LL" de Healthfil à mémoire de forme, léger et élastique et utilisé pour pour réaliser des appareils orthopédiques sur-mesure tels que des corsets, des bustes, ou des orthèses de jambe ; 

- résine "PlasTCure Clear 200" de Prodways. Certifié comme dispositif de classe I, et conforme à la réglementation européenne 93/42 / CEE. Elle est utilisée pour fabriquer des modèles chirurgicaux. Les pièces finales peuvent être stérilisées suivant des recommandations ;

- la poudre de titane "LaserForm Ti Gr23" de 3D Systems permet de fabriquer des implants ou des appareils d'orthodontie. Ce matériau a une résistance très élevée à la rupture et une excellente biocompatibilité ;

- la pâte céramique "3D Mix HAP" de 3D Ceram permet de fabriquer des substituts osseux en céramique HAP (Hydroxyapatite/TCP : apatite de calcium). C'est un matériau biocompatible dont la composition chimique très proche de l’os ;

- la pâte céramique "Alumina Toughened Zirconia ATZ" de 3D Ceram est un autre matériau biocompatible  (propriétés des alumines e+ propriétés des zircones). Elle est résistante à l’usure et aux chocs thermiques et permet ainsi de nombreuses applications dans le domaine du biomédical ;

- l'hydrogel "3D-Bioplotter LT Support RG" de EnvisionTec permet la bio-impression de cellules vivantes. Celles-ci pourront être utilisées pour réaliser des tissus cellulaires qui peuvent être utilisés à divers endroits du corps ;

- le séléniure d'étain, utilisé sous forme d'encre d'imprimante 3D, peut être imprimé pour fabriquer des objets dont la propriété et de transformer la chaleur en électricité (https://www.usinenouvelle.com/article/quand-l-impression-3d-transforme-la-chaleur-en-electricite.N853360); 

- l'EXTEM AMHH811F est un polyamide thermoplastique amorphe résistant à des températures de 230 °C (https://www.3dnatives.com/filament-extem-roboze-sabic-06112019/);

- du basalte sous forme de filament 4 fois moins cher que l’ULTEM pour seulement 30 % de remplissage (http://www.primante3d.com/basalte-15062019/).

- des fibres de soie imprimées pourront être similaire aux qualités du cuir (https://www.3dnatives.com/alternative-cuir-3d-100520219/)

Il est à noter que des machines diverses sont élaborées pour le recyclage des matériaux. Citons, par exemple, le système de la NASA « FABRICATOR» qui permet de recycler des plastiques en matériaux pour les imprimantes 3D utilisées en apesanteur (https://www.3dnatives.com/refabricator-impression-3d-espace-140920173/).

Juillet-Août 2018 : Ouverture d’un centre d’excellence pour l’impression 3D à Exton en Pennsylvanie par Arkema (https://www.3dnatives.com/arkema-impression-3d-01082018/)

En janvier 2020, des chercheurs de l’université de Sheffield en Angleterre ont intégré des composés antibactériens à base d’argent dans des poudres polymères afin que les pièces produites permettent de lutter contre les maladies infectieuses (https://www.3dnatives.com/impression-3d-bacteries-230120203/).

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A
beau blog. un plaisir de venir flâner sur vos pages. une découverte et un enchantement.N'hésitez pas à venir visiter mon blog. au plaisir
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D
Merci pour votre visite.