Retour d’Impossible Object et son impression 3D renforcée sur feuilles fibreuses

imprimante 3D CBAM-2

Les annonces et les présentations se bousculent au TCT Show de Detroit. Le fabricant américain Impossible Object est l’un des premiers à dégainer. Plutôt discret depuis l’officialisation de son premier système Model One en 2017, le spécialiste de l’impression 3D composite revient avec une nouvelle imprimante 3D CBAM-2.

Pour qui ne connaîtrait pas Impossible Object, cette start-up basée à Chicago a développé une technique d’impression 3D particulièrement innovante. La singularité de sa technologie CBAM (composite-based additive manufacturing), réside notamment dans l’utilisation de feuilles fibreuses pour obtenir des pièces composites renforcées.

Pour se faire, la jeune pousse a imaginé un procédé hybride unique combinant le dépôt à jet de matière, et le principe du MIM beaucoup repris par les nouvelles imprimantes 3D métal. La première étape consiste en fait à déposer de fines gouttelettes d’encre sur une feuille fibreuse (en fibres de carbone ou de verre). Une fois le motif de la pièce dessiné, une poudre polymère est alors appliquée sur l’ensemble de la feuille. Elle n’adhère que là où l’encre a été déposée. Une fois l’excès de poudre aspiré, l’opération est répétée en empilant et comprimant les feuilles. La dernière étape consiste à placer l’impression dans un four de frittage, avec pour effet de fusionner la poudre polymère et les feuilles fibrées. Après quelques post-traitement physiques et chimiques, on obtient une pièce extrêmement résistante et légère.

« Nous avons été enthousiasmés par la façon dont nos clients mettent en œuvre notre approche pour créer des pièces hautes performances »

étape d'impression CBAM-2

Le nouveau système CBAM-2 se caractérise par plusieurs améliorations, comme la prise en charge de feuilles plus grandes (305 x 305 mm contre 203 x 254 mm), combinée à une meilleure précision. Côté fonctionnalités, trois caméras ont été ajoutées de manière à assurer un meilleur contrôle et garantir l’impression parfaite de chaque feuille et du dépôt à jet d’encre.

Impossible Object a également optimisé certains aspects matériaux pour limiter les interventions humaines. Un nouveau système automatique a été ajouté pour réduit le temps de remplissage de la poudre. La capacité des cartouches d’encres a aussi été augmentée pour permettre aux machines de fonctionner efficacement pendant des périodes plus longues.

En parallèle la société a annoncé sa collaboration avec le géant de la chimie BASF. Désormais ses systèmes Model One et CBAM-2 prendront en charge la poudre Ultrasint PA6 (polyamide 6) de BASF. Les clients pourront ainsi imprimer des pièces composites à base de fibres de carbone haute performance-PA6

« Nous avons été enthousiasmés par la façon dont nos clients mettent en œuvre notre approche pour créer des pièces hautes performances, des avions aux voitures, en passant par les équipements sportifs légers », a déclaré Bob Swartz, fondateur et président de Impossible Objects. « Nous continuons d’apporter des machines, des matériaux et une expertise sur le marché afin de transformer l’ensemble du processus de fabrication, du prototypage à la production en grande série. »

Des fils de carbone plus longs permettant un meilleur niveau de résistance

pièces imprimée par l'US Air Force

Sangle en carbone imprimée par L’US Air Force pour un Bombardier B1 sur la base aérienne Tinker de l’Oklahoma

La CBAM-2 est capable d’imprimer en 3D des pièces en matériaux composites peu disponibles sur les autres systèmes d’impression 3D, du moins avec un tel niveau de renforcement. Contrairement aux fibres coupées que l’on trouve dans les filaments à fibres de carbone, les feuilles fibrées peuvent inclure de très longs fils de carbone soit au moins 12 mm.

L’autre avantage est que l’on peut utiliser des plaques composites standards à des prix intéressants disponibles presque partout. La seule contrainte réside en fait dans la liberté géométrique de cette technologie. Elle n’autorise pas des formes aussi complexes qu’avec les procédés FDM ou le SLS par exemple.

Expérimenté par l’US Air Force pour la fabrication d’une sangle en carbone (voir photo ci-dessus), le système CBAM-2 dont on ignore encore le prix devrait être disponible pour les clients au début du troisième trimestre. Plusieurs entreprises du Fortune 500 avaient adopté la Model One, dont Ford Motor Company, l’armée de l’air américaine, le National Institute for Aviation Research (NIAR) ou encore la société de services de fabrication Jabil.