Imprimer du Kapton en 3D c’est désormais possible !

impression 3d de Kapton

Une équipe de chercheurs de la Macromolecules Innovation Institute (MII) de Virginia Tech a trouvé le moyen d’imprimer en 3D le fameux Kapton ! Bien connu des propriétaires d’imprimantes 3D qui l’utilisent sous la forme de ruban pour améliorer l’adhérence de leur plateau, ce polymère suprême est l’un des matériaux les plus recherchés dans les secteurs de l’aérospatial et de l’électronique.

Son inventeur, la société Dupont, l’avait d’ailleurs développé à l’origine pour fabriquer les combinaisons spatiales de la NASA. Le Kapton est en effet un matériau polymère à très haute température couramment utilisé pour isoler les satellites et les vaisseaux spatiaux des températures extrêmes (de -269 à 400 ° C). Parmi les autres propriétés exceptionnelles du Kapton, on peut aussi mentionner sa résistance à de nombreux produits chimiques, aux rayons uv, et au courant électrique.

Une technologie DIW (Direct Ink Writing) basée sur la stéréolithographie

Satellite recouvert de feuilles de Kapton

Le professeur Timothy Long et son équipe du département de chimie et de recherche en systèmes de fabrication additive (DREAMS), sont parvenus à imprimer du Kapton en utilisant une technique d’impression 3D par stéréolithographie. Dans une publication intitulée « Encre directe assistée par ultraviolets pour la fabrication additive de polyamides entièrement aromatiques », il est question d’un procédé appelé DIW (Direct Ink Writing) en français « écriture directe à l’encre », et d’une pâte chargée en particules de Kapton et d’un liant.

La méthode consisterait donc à extruder ce mélange, durci au même moment à l’aide d’un rayon UV. Enfin la dernière étape reprendrait le principe du MIM (Moulage par Injection de Métal), une technique exploitée par les nouveaux procédés d’impression 3D métal, qui consiste à traiter la pièce finale en éliminant le liant par un déliantage et en fusionnant les particules de matériau par une cuisson au four.

« Si vous envisagez de calfeutrer une baignoire ou de décorer un gâteau avec du glaçage, (DIW est) un processus très similaire », a déclaré Daniel Rau, l’un des co-auteurs et Ph.D. étudiant au laboratoire DREAMS. « Parce que c’est si simple, (DIW) nous donne une incroyable souplesse en matière d’encre, de synthèse et de propriétés. »

Imprimer directement Kapton sur un matériau existant

pièce imprimée en Kapton

Le professeur Timothy Long explique que les pièces imprimées avec la technologie DIW auraient des propriétés mécaniques similaires au ruban de Kapton disponible dans le commerce. Sa température de dégradation serait de 534 ° C, soit à peine inférieure au Kapton du commerce qui se dégrade à 550 ° C.

La possibilité de pouvoir un jour combiner un polymère aussi performant que le Kapton à la liberté de formes de l’impression 3D, laisse entrevoir des applications passionnantes. Le Directeur du DREAMS Lab Christopher Williams explique qu’au-delà de l’impression multi-matériaux, ils peuvent désormais imprimer directement Kapton sur un matériau existant, ce que ne peut pas faire la stéréolithographie. On imagine déjà toutes sortes d’applications dans l’électronique, comme la fabrication de circuits imprimés.

chercheur Virginia Tech