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La polymérisation par irradiation pour l'impression 3D

News International-French

7 Jan 2015

L'impression 3D, ou fabrication additive, a beaucoup progressé en très peu de temps, aidée dans une mesure non négligeable par les possibilités de la polymérisation UV et EB. 

Les technologies de polymérisation sous rayonnement ultraviolet (UV) et faisceau d'électrons (EB) permettent le durcissement accéléré et efficace, par exemple, de panneaux ou de revêtements de sol et d'enduits dans la construction.

Grâce à la technologie UV/EB, il est possible de produire des objets tridimensionnels en plastique à partir d'un fichier numérique. De quoi attiser l'intérêt d'un éventail de secteurs d'activité beaucoup plus large, des dispositifs médicaux aux jouets en passant par les bijoux de fantaisie, l'électronique et les pièces d'automobiles. Autant de nouvelles applications qui font intervenir la polymérisation par irradiation.

Choix du procédé
Le procédé effectif choisi pour l'impression 3D/fabrication additive dépend de la méthode à appliquer pour ajouter différentes matières, liquides ou solides, dans le processus de construction d'une structure tridimensionnelle. Les systèmes liquides sont le plus souvent polymérisés par exposition à une énergie UV : dépôt par éjection de la formulation liquide, suivi du durcissement sous rayonnement ultraviolet, et répétition de ce schéma jusqu'à finalisation de l'objet. Le séchage par LED UV constitue un autre développement en cours digne d'intérêt, en ce sens qu'il offre des vitesses de durcissement supérieures tout en consommant moins d'énergie. Le séchage par laser est aussi une possibilité.

La stéréolithographie (SLA), la plus ancienne base établie de la technologique 3D, construit un produit couche par couche, avec polymérisation successive par faisceau laser, dans une cuve de polymère liquide. Un dispositif DLP (Digital Light Projection) emploie un projecteur pour projeter une image de la tranche voulue d'un objet dans un récipient contenant un plastique qui réagit à la lumière (photopolymère). La lumière durcit ainsi sélectivement la zone prescrite. L'option la plus récente, la projection de matière ou impression inkjet 3D, superpose, sur une plate-forme, des couches ultraminces d'un polymère éjecté par une tête multibuses, chaque strate étant durcie individuellement sous UV. Ce procédé crée une structure plastique entièrement réticulée, supportée par une matière de type gel permettant la création de géométries complexes et de parties en saillie, et fournit un résultat très dur et très solide, pouvant combiner différents matériaux de teintes diverses pour une même construction de produit. Il est ainsi possible de réaliser un modèle réduit d'automobile en plastique rigide, avec des pneus en caoutchouc mou. Ces attributs physiques contribuent à faire de l'impression inkjet 3D, moyennant un mix-matières approprié, le procédé de prototypage rapide de prédilection pour un large éventail de secteurs d'activité et d'applications.

L'exemple des industries aérospatiale et automobile
L'industrie aérospatiale bénéficie de la fabrication additive avec durcissement UV. Ne demandant, par nature, que de très petites quantités de constituants, la technologie peut être très rentable, et elle permet une livraison de produit rapide, sans les coûts élevés et les longs délais inhérents à la réalisation de moules industriels de précision et autres fondamentaux d'une fabrication physique. L’impression 3D, pour les mêmes raisons, gagne également de plus en plus en popularité dans l'industrie automobile. Un bon exemple est la création par Opel d'outils et gabarits d'assemblage imprimés sur mesure en 3D, pour aider au positionnement précis de ses pièces et accessoires de véhicules OEM. Même les Formules 1 arborent désormais des garnitures de protection imprimées en 3D.

Plus d'informations: www.radtech-europe.com