Le diamant comme nouveau matériau d’impression 3D ?

impression de diamant

Société suédoise spécialisée dans les poudres métalliques, Sandvik a récemment dévoilé ce qu’elle revendique comme le tout premier diamant composite imprimé en 3D. Une prouesse qui pourrait intéresser de nombreuses industries, le diamant étant l’un des matériaux les plus durs à l’état naturel. Seule la lonsdaléite, un minéral très rare découvert en 2013 par des chercheurs chinois, aurait une dureté supérieure.

Produit sous sa forme synthétique depuis 1953, le diamant permet la fabrication de nombreux outils utilisés dans certaines opérations, comme l’usinage, de forage ou la fabrication d’implants médicaux. Il est revanche très difficile à usiner. Dès lors son utilisation se limite à des géométries assez simples. La fabrication additive pourrait donc permettre de créer des formes beaucoup plus complexes; chose quasi-impossible avec la production de diamant synthétique.

La première tentative du genre, on la doit au fabricant finlandais Carbodeon. Il y un an, l’entreprise avait créé la surprise en commercialisant un filament PLA composite renforcé avec des nanoparticules de diamant. Leur présence permettrait une plus grande vitesse de fabrication ainsi qu’une meilleure résistance mécanique et à l’usure qu’un PLA classique.

« un matériau 3 fois plus rigide que l’acier avec une conductivité thermique supérieure à celle du cuivre »

matériau d'impression 3d diamant de Sandvik

Le fabricant suédois confie avoir utilisé un mélange de poudre de diamant et de résine polymère. La pâte obtenue peut être durcie et modelée grâce un procédé par photopolymérisation où une lumière ultraviolette vient solidifier les couches. Aux dires de Sandvik, l’étape de post-traitement serait la plus délicate. L’entreprise aurait donc mis au point une méthode de post-traitement exclusive et sur mesure, capable de produire les propriétés exactes du composite de diamant.

Ces propriétés incluraient une dureté extrêmement élevée, une conductivité thermique exceptionnelle, une très bonne dilatation thermique, ainsi qu’une très bonne résistance à la corrosion.

« Historiquement, l’impression 3D au diamant était quelque chose qu’aucun de nous ne pensait réalisable. Nous sommes désormais en mesure de créer des composites de diamant solides dans des formes très complexes. A déclaré Anders Ohlsson, responsable de la livraison chez Sandvik Additive Manufacturing. « Nous avons commencé à nous demander ce qui serait possible d’imprimer en 3D des formes complexes dans un matériau trois fois plus rigide que l’acier, avec une conductivité thermique supérieure à celle du cuivre, une dilatation thermique proche de l’invar et une densité proche de l’aluminium . Ces avantages nous portent à croire que vous verrez le composite de diamant dans de nouvelles applications industrielles avancées, allant des pièces d’usure aux programmes spatiaux, dans quelques années seulement.»