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Des scientifiques chinois développent l’impression 3D à base de métal en phase liquide

L’impression 3D de métal est dans une période de boom. L’année dernière, c’est le secteur de l’impression 3D qui a connu la plus forte croissance, comme le rappelait Wohlers dans son rapport cette année. Et ce sera probablement le cas encore cette année, car les principales industries intéressées par l’impression 3D aujourd’hui y voient un réel intérêt pour produire des pièces métalliques :

  • Pièces de moteurs d’avions ou de structure pour l’aéronautique
  • Idem pour l’aérospatiale
  • Prothèses personnalisées pour la médecine

Les problèmes des technologies de fabrication additive métal aujourd’hui sont qu’elles sont chères (les machines représentent des investissements considérables), qu’elles sont très demandeuses en énergie et qu’elles sont relativement lentes. Les deux principales méthodes à ce jour sont le frittage laser et la fusion par faisceau d’électron.

Une équipe de chercheurs chinois vient de publier un compte rendu de recherche dans lequel ils expliquent leurs avancées pour trouver un moyen d’imprimer en métal à partir d’une matière première métallique liquide. Les chercheurs ont donc essayé différents types d’alliages métalliques dont la température de fusion serait comprise entre la température ambiante et 300°C. C’est finalement un alliage de bismuth, indium, étain et zinc qui a été retenu pour cette première phase d’essais, qui présente une température de fusion de 58,3°C. Ce métal liquide est ensuite maintenu à température de fusion et déposé par gouttelettes dans un liquide de refroidissement (mélange d’eau et d’éthanol) pour que l’objet soit imprimé dans sa bonne forme et rapidement figé.

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Les intérêts de cette méthode sont qu’elle est moins gourmande en énergie et que la fabrication est plus rapide. Le gros inconvénient est de travailler avec un matériau dont le point de fusion est très bas, ce qui fait que l’objet produit est fragile, sauf s’il est fait pour être utilisé dans un environnement très contrôlé thermiquement, ce qui pourrait être le cas pour les prothèses par exemple.

Ce type de réflexion nous fait penser à un autre projet dont nous vous avions parlé d’imprimante 3D accolée à un drone. Pour faire des impression 3D de matériau collant ou colmatant, le drone mélangeant deux matériaux qui provoquaient en se mélangeant une réaction chimique qui amenait le matériau à durcir rapidement. Ce pourrait peut-être être une autre voie à explorer pour ce genre de projet d’impression 3D à base de métal liquide.
Quoi qu’il en soit, ce procédé de fabrication pourrait également être développé pour d’autres types de matériaux comme des plastiques par exemple. Il faudra donc suivre les évolutions de ces recherches qui donnent une nouvelle façon d’envisager l’impression 3D métal et peut-être l’impression 3D de façon plus générale.

Vous pouvez retrouver ici la publication de cette équipe de recherche pour plus de détails sur leurs travaux.

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A propos de Frederic Allard

Diplômé de l’Ecole Centrale Paris où j’ai suivi une spécialisation en Génie Industriel, j’ai par la suite créé plusieurs sociétés, dans le monde du conseil puis dans le Digital. Je suis actuellement Consultant en stratégie d'intégration d'innovations technologiques comme l'impression3D dans les entreprises, au sein de la société Septine. Je suis persuadé que la digitalisation des outils de production (et donc l'impression 3D) va induire de profonds changements dans la vie des industriels, des logisticiens et finalement dans nos vies au quotidien.