La professionnalisation des usages et l’industrialisation montante de l’impression 3D coïncident avec l’arrivée de matériaux de plus en plus performants. Pour répondre aux contraintes de l’industrie, les fabricants de poudres et de filaments ont développé des thermoplastiques techniques toujours plus légers et résistants. Les progrès réalisés dans ce domaine expliquent en partie l’accélération des applications d’impression 3D pour les pièces d’utilisation finale.
Les secteurs de l’aéronautique et de l’automobile ont compris les bénéfices qu’ils pouvaient en tirer, notamment en terme d’allégement des pièces et in fine d’économie de carburant. Le PEEK ou Polyétheréthercétone par exemple, y est particulièrement prisé pour sa résistance à la traction, aux températures élevées et aux produits chimiques, mais aussi son autoextinguibilité.
Depuis la sortie sa Mark One en 2014, la première imprimante 3D à fibre de carbone, Markforged s’est rapidement imposé comme la référence en matière de matériau renforcé. L’entreprise américaine a développé une technologie à dépôt de fibre continue (CFF) qui permet de renforcer significativement des matériaux de base avec des fibres de carbone, de verre ou encore de kevlar. Dans le cas du carbone on obtient des pièces jusqu’à 1,4 fois plus résistantes que l’ABS et tout autant que l’aluminium.
La dernière innovation du fabricant s’appelle Onyx FR (pour Fire Retardant). Comme son nom le laisse deviner, il s’agit de la version ignifuge de l’Onyx, un plastique composé de Nylon auquel a été ajouté des copeaux de fibre de carbone. La difficulté on imagine, a été d’introduire des agents ignifuges dans le matériau sans en compromettre les propriétés intrinsèques pour y ajouter la résistance au flamme.
Un matériau certifié pour répondre aux normes de sécurité anti-incendie
Pièces imprimées avec l’Onyx FR
Ce matériau est ainsi certifié V-0 au test UL94. Cette classification désigne la norme appliquée par les Laboratoires American Underwriters pour tester l’inflammabilité et la sécurité au feu. Un programme test permet sous inflammations multiples, d’évaluer à la fois la durée de combustion et d’incandescence résiduelles et la coulée de gouttes enflammées provenant de l’échantillon. D’une épaisseur de 3 mm, l’éprouvette enflammée a pu s’arrêter de brûler en 10 secondes.
Avec Onyx FR, Marforged s’ouvre les portes de nouvelles d’applications, notamment dans les secteurs de l’aéronautique et de l’automobile où les normes de sécurité anti-incendie sont particulièrement strictes. On pense à la fabrication de pièces électroniques particulièrement sujettes aux risques de prise de feu, ou les pièces d’avions non critiques tels que des supports ou des pièces de remplacement.
Les tests menés sur Onyx FR montrent une résistance à la flexion très proche d’Onyx, soit 79 mégapascals (MPa) contre 81 MPa. Ses capacités auto-extinguibles, combinées à ses propriétés mécaniques, font de l’Onyx FR un matériau idéal pour les applications où la résistance au feu, la légèreté et la résistance sont requises. Markforged précise que l’Onyx Fire Retardant sera uniquement disponible sur la série industrielle, à savoir les systèmes Mark X3, X5 et X7.
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