Anneau de distribution de gaz. Imprimée en céramique (alumine) via la technologie par lithographie (LCM) de Lithoz, cette pièce est utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs
En apportant aux industriels des repères communs pour évaluer la qualité et la fiabilité des procédés et des pièces, la normalisation et la certification forment un socle essentiel à l’industrialisation de la fabrication additive.
Ces derniers mois, l’ASTM (American Society for Testing and Materials), l’organisme mondial de normalisation, a ainsi renforcé son dispositif avec un programme de certification destiné aux fabricants, avant d’étendre cette démarche aux fournisseurs de l’industrie des semi-conducteurs, avec un parcours de qualification spécifiquement adapté aux exigences de ce secteur.
L’organisme s’attaque désormais à un autre enjeu, celui des pièces céramiques imprimées en 3D, avec la préparation d’un nouveau cadre normatif. Un nouveau chantier qui doit contribuer à mieux encadrer le processus de conception, alors que ces matériaux trouvent leur place dans des applications toujours plus exigeantes. Un enjeu d’autant plus important que les performances des pièces céramiques dépendent étroitement des paramètres d’impression et des étapes de déliantage et de frittage.
Avec des paramètres optimisés, les densités peuvent atteindre 99 % pour les céramiques, mais cette montée en densité s’accompagne d’un retrait linéaire pouvant atteindre 20 %, qui doit être anticipé dès la conception des pièces. Cette maîtrise du retrait et des propriétés finales constitue donc l’un des points clés pour fiabiliser les procédés et favoriser leur adoption à l’échelle industrielle.
« Contrairement aux méthodes de production conventionnelles, la fabrication additive offre la possibilité d’intégrer de multiples fonctions au sein d’une même pièce. Il en résulte des pièces plus légères, plus économes en matière et plus durables que les pièces traditionnelles, à condition toutefois de prendre en compte les caractéristiques propres à chaque procédé de fabrication additive. » Commente l’organisme. « Ce projet de norme fournira un ensemble de règles simples et exhaustives pour permettre cette approche. Il s’adresse aux concepteurs et aux développeurs des secteurs industriel et de la recherche. »
« aider les clients et les régulateurs à évaluer si les pièces céramiques issues de la FA ont été correctement conçues au regard des besoins techniques concernés. »
Noyaux céramique imprimés par Avignon Ceramic à l’aide du système C100 Easy de 3DCeram (crédits de toutes les photos : 3DCeram)
Le projet WK84355, développé par le sous-comité F42.05 « Materials and Processes », vise ainsi à établir des règles de conception propres aux pièces céramiques fabriquées par fabrication additive. L’ASTM part du constat que les règles existantes pour la conception des céramiques ne prennent pas suffisamment en compte les spécificités des procédés de fabrication additive.
Le futur guide doit notamment aider les concepteurs à intégrer ces caractéristiques dès la conception, afin de tirer parti des possibilités offertes par l’impression 3D, comme l’intégration de plusieurs fonctions au sein d’une même pièce.
Le document s’adresse aux concepteurs et développeurs, dans l’industrie comme dans la recherche, et doit fournir un ensemble de règles accessibles pour faciliter la conception et l’utilisation de ces pièces. Ce travail vient par ailleurs compléter les avancées déjà réalisées sur les matériaux céramiques, avec la norme ISO/ASTM 52940:2025 qui définit notamment les caractéristiques à prendre en compte pour les boues céramiques utilisées en photopolymérisation en cuve.
« Les céramiques sont reconnues pour leur résistance mécanique, leur tenue à la chaleur, leur dureté, leur inertie chimique et leurs propriétés d’isolation électrique, mais elles sont également fragiles et subissent un retrait lors de l’étape finale de frittage », explique Brandon Cox, ingénieur principal chez Electron Optics Lab, avant de conclure : « Ce guide pourrait aider les clients et les régulateurs à évaluer si les pièces céramiques issues de la FA ont été correctement conçues au regard des besoins techniques concernés. »
Cet encadrement du marché devrait sans nul doute contribuer à accélérer l’adoption industrielle de l’impression 3D céramique, alors même que la demande connaît déjà une forte dynamique. Il y a quelques semaines, Lithoz, l’un des leaders mondiaux du secteur, rapportait une croissance record de 40 % de son chiffre d’affaires au premier semestre 2026.
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