« Ces avions voleront grâce à l’impossible » : la nouvelle technologie d’impression 3D bicolore promet de bouleverser l’industrie aéronautique et énergétique

Le partenariat entre le Oak Ridge National Laboratory (ORNL) et JuggerBot 3D pourrait bien révolutionner le domaine de l’impression 3D. En combinant les propriétés distinctes des thermoplastiques et des thermodurcissables, ce projet vise à développer un système d’impression unique capable de produire des composants aux propriétés matérielles variées en un seul processus. Cela pourrait transformer des secteurs industriels clés en permettant la fabrication à la demande de pièces haute performance. Explorons les différentes facettes de cette innovation prometteuse.

Amélioration de l’impression thermoplastique

L’impression 3D à grande échelle avec des thermoplastiques a toujours été confrontée à des défis, notamment l’incohérence du cordon de matériau extrudé. Les premières collaborations entre ORNL et JuggerBot 3D ont permis de surmonter cet obstacle en affinant le logiciel de découpe open-source de l’ORNL et en intégrant un système de calibration en temps réel.

Grâce à la technologie laser, ce système mesure le cordon de polymère déposé et permet à l’extrudeuse d’effectuer des ajustements immédiats pour une précision accrue. Cette avancée a permis d’améliorer considérablement la qualité d’impression, rendant l’impression 3D alimentée par granulés viable pour des applications telles que la fabrication de composants pour barrages hydroélectriques et appareils d’alignement de pipelines.

Zachary DiVencenzo, président de JuggerBot 3D, a souligné : « Quand notre entreprise est passée à l’impression 3D alimentée par granulés, nous avons pris un grand risque car aucun logiciel de découpe disponible ne correspondait à notre vision. Grâce à l’équipe de l’ORNL, nous avons trouvé la base nécessaire pour progresser. »

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Automatisation de l’installation et gestion des matériaux

L’un des développements clés de la collaboration initiale a été l’automatisation du processus d’installation. JuggerBot 3D a commercialisé une « Carte de Matériau », une base de données contenant les paramètres de processus pour différents matériaux. Combinée avec le logiciel ORNL Slicer 2 et la nouvelle technologie de calibration, cette innovation simplifie considérablement l’opération.

Les opérateurs n’ont besoin que de savoir quelle machine utiliser. Ils peuvent découper le design CAO une fois, puis le système intègre les données de la Carte de Matériau pour faire le reste. Cette simplification peut réduire le temps nécessaire de plusieurs jours ou semaines.

Alex Roschli, chercheur à l’ORNL, a expliqué que cela évite de devoir exécuter le processus de calibration complet chaque fois qu’un nouveau matériau est utilisé, augmentant ainsi l’efficacité et la flexibilité de la production.

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Extension aux thermodurcissables

Le partenariat va maintenant étendre ce cadre pour inclure les thermodurcissables. Cela impliquera la mise à jour des logiciels de découpe et du matériel pour traiter ces matériaux, ainsi que la création de Cartes de Matériau correspondantes. Cette avancée est réalisée en parallèle d’un projet de 4 millions d’euros de JuggerBot 3D pour le laboratoire de recherche de l’Air Force.

Selon Ryan Dehoff, directeur de l’usine de démonstration de fabrication (MDF), cette collaboration tire parti des forces du MDF en matière de numérique, de matériaux et de fabrication additive, tout en permettant de relever les défis industriels pour améliorer la compétitivité des États-Unis.

Les secteurs industriels clés, tels que l’aérospatiale et l’automobile, pourraient bénéficier directement de cette technologie en produisant des outils, appareils et composants personnalisés légers et résistants à la chaleur.

Impact sur les secteurs de l’énergie et de la marine

Pour les secteurs de l’énergie et de la marine, cette technologie offre une méthode pour créer de grandes pièces résistantes à la corrosion, réduisant les délais de réalisation et élargissant les possibilités de conception pour des équipements durables. Les avantages potentiels de cette avancée technologique sont vastes et promettent de transformer les pratiques industrielles actuelles.

En réduisant le temps d’attente pour la production de pièces personnalisées et en permettant l’utilisation de matériaux variés dans un seul processus, les entreprises peuvent accroître leur efficacité et leur compétitivité. La possibilité de produire des pièces sur demande pourrait remodeler la manière dont les industries abordent la fabrication et la maintenance des équipements.

Avec ces nouvelles capacités, comment les industriels vont-ils adapter leurs processus pour tirer parti de ces innovations et répondre aux besoins croissants du marché ?