L’équipe d’AIM3D devant leur imprimante 3D à granulés ExAM 510
À Rostock en Allemagne, AIM3D, le spécialiste allemand des imprimantes 3D industrielles à granulés, a dévoilé des résultats étonnants de résistance obtenus grâce à un nouveau procédé breveté appelé « Voxelfill ».
Développée en collaboration avec le centre de recherche danois Create It Real, Voxelfill est une méthode qui a pour vocation à résoudre les problèmes d’anisotropie propres à l’impression 3D, c’est à dire d’homogénéité des résistances des composants imprimés.
Pour rappel, l’anisotropie fait référence à la variation des propriétés mécaniques d’un matériau en fonction de la direction dans laquelle il est imprimé, ce qui peut entraîner des faiblesses structurelles, particulièrement le long de l’axe Z.
Marquant une avancée importante vers l’alignement des performances mécaniques avec les techniques de fabrication traditionnelles, les tests de résistance révèlent que Voxelfill peut atteindre jusqu’à 80 % de résistance à la traction comparé aux méthodes de moulage par injection.
Le procédé Voxelfill est en fait une combinaison de moulage par injection et d’impression 3D par extrusion. Une approche hybride qui n’est pas sans faire échos à d’autres solutions similaires, notamment celle de Tritone Technologie avec sa technologie à jet d’encre MoldJet®. « Une cellule vide est imprimée et la tête d’impression se place au-dessus de la cellule est la remplit de plastique liquide. C’est un peu comme une technique de moulage par injection miniaturisée. » m’expliquait dans une interview le fondateur de Create It Real, Jeremie Pierre Gay.
« AIM3D atteint désormais 80 % de résistance à la traction par rapport au processus de moulage par injection lié au moule et permet ainsi l’application technique de pièces imprimées en 3D à partir de granulés certifiés »
Grâce à cette technique, il est possible d’obtenir des propriétés de matériau presque isotropes dans toutes les directions, tout en permettant une productivité plus élevée et une orientation des fibres le long de la direction Z. « AIM3D atteint désormais 80 % de résistance à la traction par rapport au processus de moulage par injection lié au moule et permet ainsi l’application technique de pièces imprimées en 3D à partir de granulés certifiés. » se félicite AIM3D dans un communiqué. « L’objectif potentiel est d’atteindre même une résistance à la traction de 100 %. »
Les résultats de tests antérieurs ont montré qu’AIM3D pouvait travailler avec des matériaux haute performance tels que le PA6 GF30 et l’ULTEM 9085™, atteignant des résistances comparables aux procédés conventionnels. D’autres tests ont également montré que la résistance à la traction des composants imprimés avec Voxelfill peut atteindre 72,4 MPa pour les polymères renforcés de fibres. En comparaison, la résistance des échantillons imprimés de manière conventionnelle est d’environ 12,8 MPa. Cette amélioration représente une avancée considérable dans le domaine de l’impression 3D pour les applications techniques.
Les échantillons fabriqués selon le procédé Voxelfill montrent également une homogénéité de résistance de 81 % contre 25 % pour les échantillons conventionnels. Ce niveau d’homogénéité est crucial pour garantir la fiabilité des composants dans des applications industrielles critiques. AIM3D développe également des solutions multi-matériaux, permettant de personnaliser les propriétés des composants selon les besoins spécifiques des clients.
L’alignement des fibres dans la direction Z est un autre avantage significatif du procédé Voxelfill, ce qui améliore encore les propriétés mécaniques des pièces. Ce qui fait dire à AIM3D que les entreprises qui adoptent cette technologie peuvent s’attendre à une productivité accrue et à des économies de coûts substantielles.
« Voxelfill est un véritable game changeur en ce qui concerne les résistances mécaniques des composants 3D »
Combiné à la technologie d’impression 3D CEM d’AIM3D, le procédé VoxelFill permet d’utiliser une plus grande variété de matériaux, ouvrant la voie à des solutions hybrides multi-matériaux où différents matériaux peuvent être utilisés pour Voxelfill et pour le contour ou la structure des parois internes. Cela permet de personnaliser les propriétés des matériaux selon les besoins.
Le poids du composant, ses capacités d’amortissement, son élasticité ou encore le centre de gravité peuvent être ajustés en 3D en fonction de l’application. En remplissant sélectivement certaines chambres de volume (densités sélectives), il devient possible d’influencer précisément les caractéristiques des composants en s’appuyant sur des simulations EF.
AIM3D précise qu’avec Voxelfill, seules les zones cruciales pour la transmission des forces sont remplies, ce qui permet aux composants de conserver une apparence extérieure similaire à celle de pièces conventionnelles tout en restant compatibles avec des procédés de finition classiques. Enfin, la réduction de matériau utilisé pendant le processus d’impression permet de produire des composants plus légers, voire des pièces ultra-légères.
« Avec Voxelfill, l’utilisateur a désormais la possibilité unique d’améliorer la force Z et la vitesse d’impression » a commenté Clemens Lieberwirth, CTO chez AIM3D, avant de conclure : « Voxelfill est un véritable game changeur en ce qui concerne les résistances mécaniques des composants 3D. »
Spin-off de l’université de Rostock, AIM3D a développé une technologie d’impression 3D granulés visant à résoudre plusieurs problématiques, comme d’imprimer des pièces métalliques de manière plus rentable, de révolutionner la production en série, et dépasser les limites des matériaux d’impression 3D. Son premier système basé sur le procédé CEM (Composite Extrusion Modeling), l’imprimante 3D ExAM 255, permet de traiter un large éventail de matériaux, y compris la céramique, le métal et les plastiques, en utilisant des matériaux de moulage par injection standard.
Passionné par l’impression 3D, je dispense la bonne parole pour démocratiser et ouvrir cette technologie au plus grand nombre. Actualités, applications, interviews… J’œuvre pour démontrer aux particuliers et professionnels tout le potentiel de cet outil révolutionnaire. Entreprises, fablabs, distributeurs, associations, designers, je souhaite aussi créer à travers ce site une émulation entre les différents acteurs de ce domaine.
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