Publication dans Industrie et Technologies de septembre 2016 d’un article consacré à l’ innovation dans les matériaux utilisés pour l’impression 3D. Aujourd’hui, la diversification des matériaux ne cesse de s’élargir et les fournisseurs de matière première cherchent de nouvelles solutions.

Découvrez les points forts de ce reportage dans lequel Paul-Henri Renard, Directeur Général de CTIF livre son analyse sur le sujet.

Des alliages métalliques dédiés à la 3D

Actuellement plus de deux cents matériaux dédiés à la fabrication additive ont été recensés et les fournisseurs de matières premières innovent sans cesse pour trouver de nouvelles applications. Le marché des matériaux devrait atteindre les 1,4 milliards de dollars de chiffre d’affaires d’ici 2021.

« Cette méthode permet d’imaginer des formes impossibles à réaliser avec les techniques traditionnelles de fonderie et d’envisager la production de pièces détachées à la demande. Le développement de poudres de métaux ultralégers comme l’aluminium permet ce genre d’application » souligne Paul-Henri Renard.  Des matériaux qui intéressent des secteurs comme l’aérospatial et le militaire pour remplacer en temps réel une pièce défectueuse.

Mais selon le Directeur Général de CTIF,  aujourd’hui l’enjeu est de trouver des alliages propres à la 3D « … le prix d’une poudre métallique comparé au métal sous forme de lingot pose problème. Le kilo de poudre d’acier inoxydable varie de 50 à 80 euros tandis que le lingot coûte 10 euros/kg. L’enjeu des fournisseurs de matière première est de développer des alliages propres à la fabrication additive… »

A côté des plastiques, qui continuent d’occuper une place de choix parmi les matériaux disponibles, figurent les métaux comme le titane, l’inox, ou les alliages de chrome-cobalt qui permettent le développement de nouvelles applications.

Notamment, l’aluminium combiné à du silicium ou à du magnésium intéresse les secteurs de l’automobile, de l’aérospatial par sa légèreté et sa résistance. Le titane possède des propriétés très intéressantes pour des applications médicales. Paul-Henri Renard précise que le titane séduit de plus en plus de chirurgiens pour les prothèses articulaires « Avec l’impression 3D, on fait du surmesure en fonction de la morphologie du patient. Plus besoin d’un moule, un simple fichier 3D suffit. Aujourd’hui les industriels sont parvenus à mettre au point des matériaux poreux qui adhèrent aux tissus et même à l’os ».

Les nouveaux défis de la 3D

Actuellement les machines d’impression 3D ne produisent que des pièces mono-matériaux, mais la possibilité de fabriquer des plastiques composites débutent. Du côté des métaux l’impression de composites est encore au stade de la R&D. En cause les différentes propriétés mécaniques entre les métaux qui posent problème lors de la fusion de la poudre et de l’application couche par couche.

Qu’en est-il des autres matériaux comme le bois, la céramique ? Là l’impression 3D commence à se développer. Des recherches sont également menées dans le domaine du verre, mais là aussi le défi technique reste encore à relever.

L’impression de matériaux vivants est prometteuse ! Une société américaine a imprimé un foie de 3 micromètres d’épaisseur. Mais la principale difficulté est de conserver les cellules vivantes et d’imprimer des tissus qui évoluent. Des chercheurs ont déjà travaillé sur des tissus comme la peau ou la cornée et d’ici dix ans, il sera possible d’imprimer des greffons !

Source : Industrie et Technologies n° 990, septembre 2016

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