Des chercheurs chinois testent l’impression 3D en métal liquide

Impression-3D---Métal-liquideImprimer en métal aussi simplement d’en résine ou plastique, c’est le pari des chercheurs chinois en cryogénie. Plutôt que d’avoir recours à des lasers puissants ou des faisceaux d’électron pour fusionner la poudre de métal, ceux-ci proposent tout simplement de rendre le métal liquide afin de pouvoir imprimer des objets de manière traditionnelle par jet d’encre. Les chercheurs utilisent un liquide réfrigérant pour transformer le métal en liquide et l’injecter dans les têtes d’impression. Si les premiers essais semble plutôt grossiers, le procédé est prometteur et pourrait peut-être démocratiser l’impression métal.

Le secret : contrôler la taille et la vitesse des gouttes de métal liquide

Dispositif-expérimental-impression-3D

Le dispositif expérimental mis en place par les chercheurs chinois pour tester l’impression 3D en métal liquide.

Lei Wang et Jing Liu, deux chercheurs en cryogénie à l’académie des sciences et de l’école de médecine de Pékin viennent de présenter les premiers résultats de leurs travaux. Ils sont parvenus à imprimer quelques petits objets de quelques centimes grâce à leur procédé. Celui-ci ne porte que sur des métaux et alliages dont la température de fusion est relativement basse : un peu au dessus de la température ambiante, jusqu’à 300 degres maximum. Impossible d’utiliser ce procéder pour imprimer des pièces d’avion en titane ou des éléments de structures en acier. Pour leurs premiers essais, les chercheurs ont utilisé des alliages de bismuth, d’indium, d’étain et de zinc et ont utilisé divers dispositifs de refroidissement pour solidifier les gouttes de métal à l’état liquide projetées par l’imprimante  sur l’objet. Selon les seringues d’injection, ils sont parvenus à des tailles de gouttes moyennes de 35 micromètres, 65, 90 et de 100 à 170 micromètres. Ils sont parvenus à maîtriser à la fois la taille des gouttes de métal et leur vitesse d’éjection, défrichant de nouvelles pistes pour les constructeurs d’imprimantes 3D.

Une approche complémentaire à l’impression 3D SLS actuelle

L'impression 3D laser SLS, ici des prothèses dentaires réalisées sur une imprimante EOS ne devrait pas être remise en cause par l'approche des chercheurs chinois.

L’impression 3D laser SLS, ici des prothèses dentaires réalisées sur une imprimante EOS ne devrait pas être remise en cause par l’approche des chercheurs chinois.

Difficile d’évaluer l’impact qui va avoir cette approche et surtout quels alliages, notamment à base de nanoparticules, vont pouvoir être mis au point pour ce type d’impression. Pour l’heure, les chercheurs estiment que leur procédé est bien plus rapide que les procédés actuels. Il est surtout abordable et bien moins consommateur d’énergie que l’impression métal traditionnel. Néanmoins, la cryogénie ne s’applique qu’aux métaux à température de fusion basse, leur procédé ne pourra donc la remplacer le frittage laser SLS dans bien des cas, mais pour le prototypage, ou la réalisation d’équipements électriques par exemple, la capacité d’imprimer en même temps le métal et le plastique peut être extrêmement intéressant pour ne nombreux industriel qui vont pouvoir produire des équipements fonctionnels d’un seul tenant, sans se soucier du montage. L’impression 3D en métal liquide, une piste à suivre.
Source : « Liquid phase 3D printing for quickly manufacturing conductive metal objects with low melting point alloy ink », Science China Technological Sciences, Septembre 2014

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