Des scientifiques développent l'impression céramique 3D sans soutien

Sep 21, 2023

Université de Jiangnan, via SCMP

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Des scientifiques de l'Université de Jiangnan, en Chine, ont mis au point une nouvelle technique d'impression 3D pour la céramique, rapporte le South China Morning Post. La nouvelle technique permettra aux céramiques d'être imprimées dans l'air sans aucune structure de support. Grâce à cette méthode pionnière, les pièces en céramique peuvent être fabriquées sous différents angles pour rendre possibles des formes auparavant impossibles dans les techniques d'impression 3D.

Les céramiques sont couramment utilisées dans les domaines de l'électronique, de l'ingénierie mécanique et de l'aérospatiale en raison de leur intégrité structurelle. Ils sont également courants car ils résistent à l'usure tout en étant résistants aux températures élevées. Pourtant, en raison de leur fragilité et de leur dureté, concevoir et fabriquer certaines pièces en céramique.

Dans l'impression 3D traditionnelle de céramiques, des structures de support supplémentaires sont souvent nécessaires pour empêcher l'effondrement des pièces non supportées. Ce squelette supplémentaire affecte non seulement l'efficacité de l'impression, mais soulève également des problèmes liés à la suppression de ces supports.

Pour résoudre ces problèmes, le professeur Liu Ren et son équipe de l'Université de Jiangnan, en Chine, ont mis au point une nouvelle pâte d'impression et une meilleure technique de durcissement qui garantissent que le matériau se solidifie rapidement. À la lumière de cela, l'impression 3D pour la céramique deviendra plus efficace tout en éliminant le besoin de structures de support.

fredfroesse/iStock

Grâce à cette nouvelle technique, ils ont pu solidifier quasi instantanément des filaments multi-échelles avec des diamètres allant de 0,41 mm à 3,5 mm. Ils ont pu construire différentes structures en céramique comme des porte-à-faux et des ressorts de torsion.

La nouvelle pâte du professeur Liu Ren est une pâte céramique photosensible qui se renforce et se solidifie rapidement lorsqu'elle est exposée à la lumière proche infrarouge (NIR). "Les courbes imprimées peuvent être librement étendues dans l'espace sans support. Le processus d'impression est fluide et continu, sans nécessiter de chauffage ou de refroidissement", a déclaré Liu dans une revue à comité de lecture Nature Communications publiée le 25 avril.

Par la recherche, ils ont également pu prouver que la lumière NIR est capable d'obtenir un meilleur effet que la lumière UV populaire.

De plus, le professeur et son équipe ont pu imprimer des céramiques mixtes en utilisant des additifs comme le rouge de fer, le vert de chrome ou la zircone stabilisée à l'yttria. Ceux-ci ont aidé à unifier les températures de frittage des céramiques qui ont des propriétés différentes.