Anisoprint crée la surprise en ajoutant le basalte à ses matériaux d’impression 3D

imprimante 3D Anisoprint Composer

Basé en Russie, Anisoprint est un fabricant qui a développé une imprimante 3D de bureau (l’Anisoprint Composer) capable de traiter des matériaux composites pour des propriétés mécaniques accrues. Le secret de cette jeune pousse, une technologie dite « CFC » (Composite Filament Co-extrusion) qui permet de mélanger de manière continue de longs brins de fibres de carbone aux filaments plastiques en cours d’impression 3D.

Le premier système du genre s’appelle Mark One et a été commercialisé il y a 5 ans par Markforged. L’entreprise américaine a développé une technologie à dépôt de fibre continue (CFF) qui permet de renforcer significativement des matériaux de base avec des fibres de carbone, mais aussi de verre et de kevlar.

Avec cette méthode, la résistance des filaments tels que l’ABS, le nylon, le PC, le PETG et le PLS, est considérablement renforcé. Anisoprint revendique des pièces 15 fois plus résistantes que du simple plastique, 7 fois plus résistantes que du plastique composé, et 4 fois plus légères que du titane. C’est bien plus que la plupart des systèmes concurrents qui diffèrent dans l’utilisation de fibres de carbone hachées.

Malgré ses excellentes propriétés de résistance, la fibre de carbone a un inconvénient, son prix très élevé. Pour parer à cette problématique, Anisoprint s’est tourné vers un matériau quasi inédit dans l’impression 3D : le basalte. Son nouveau filament qu’elle a baptisé  « Composite Basalt Fiber » (CBF), semble cocher toutes les cases du matériau idéal pour faire de l’impression 3D renforcée. C’est du moins ce que révèle un test comparatif imaginé par Anisoprint. Trois scénarios portant sur trois combinaisons de matériaux différentes, ont permis de déterminer le coût des matériaux nécessaires à la fabrication d’un moule en tôle pour un composant d’hélicoptère. Celui-ci devait résister à une pression de 400 bars.

4 fois moins cher que L’ULTEM pour seulement 30 % de remplissage

tableau comparatif fibres composites

Anisoprint a tout d’abord utilisé de l’ULTEM, un matériau bien connu par sa solidité et sa résistance aux températures élevées, particulièrement utilisé dans l’aéronautique et l’automobile. Pour atteindre la capacité de pression nécessaire, un remplissage à 100% d’ULTEM a été requis lors du test. Le coût de l’impression s’est monté à 300 €.

Le 2ème scénario impliquait leur propre combinaison PETG + CCF, c’est à dire du PETG mélangé à de la fibre continue de carbone. En raison de la résistance du carbone, un remplissage de 30% seulement était requis pour atteindre la capacité de pression. Les dépenses ont atteint au final la moitié du coût de l’ULTEM, soit plus que 150 €.

Pour le test final, c’est la combinaison PETG + le CBF qui a donné les meilleurs résultats. Si comme le carbone il ne nécessitait que 30 % de remplissage, le coût est en revanche nettement inférieur, soit seulement 80 €. Comparé à l’Ultem, c’est 4 fois moins !

pièces en fibres de cobalt

Avec ce nouveau matériau, les entreprises seraient en mesure d’imprimer des pièces très résistantes en faisant des économies considérables sur les coûts de production. Selon le Anisoprint il serait possible d’imprimer des pièces jusqu’à 15 fois plus résistantes que de nombreux plastiques, 5 fois plus légères que l’acier et 1,5 fois plus légères et plus résistantes que de l’aluminium.

Les fibres de basaltes sont issues d’une roche volcanique dure et noire du même nom, qui contient environ 52% de son poids en silice. En plus de leur résistance mécanique et thermique (de – 260 °C à 750 °C), elles résistent très bien aux rayons UV et aux produits chimiques.

Contrairement à la plupart des matériaux haute résistance utilisés en impression 3D, le basalte est un très bon isolant électrique. Cette propriété dite « diélectrique » s’ajoute à une autre particularité : la transparence radio. Les pièces imprimées en fibres de basalte ne modifient pas de manière significative l’amplitude et la phase des ondes électromagnétiques radiofréquences transmises. On imagine ainsi  toutes sortes d’applications, comme la fabrication d’antennes satellites par exemple, du matériels de coupure électrique (disjoncteurs), ou des isolateurs.

imprimante 3D Anisoprint Composer