Pièces complexes et sans défauts imprimées en tungstène par l’ONRL (crédits photo : ONRL)
On le sait, pour satisfaire aux besoins des industriels, l’accès à un plus large éventail de matériaux d’impression 3D est essentiel. Qu’il s’agisse de matériaux traditionnels ou innovants, ils facilitent l’adoption et la diffusion de la technologie dans divers marchés. L’innovation des matériaux joue un rôle tout aussi important que les performances des machines dans la diversification des applications.
La dernière prouesse en la matière nous vient de l’ORNL. Une équipe de scientifiques du laboratoire national américain d’Oak Ridge est parvenue à imprimer des pièces en Tungstène sans défauts. De formes complexes, lesdites pièces constitueraient une première mondiale. La possibilité d’utiliser celles-ci dans des environnement extrêmes, signifie qu’elles pourraient apporter des bénéfices considérables aux technologies d’énergie propre, notamment celles orientées vers la fusion nucléaire.
La raison pour laquelle le tungstène suscite un vif intérêt est qu’il possède un point de fusion exceptionnellement élevé, surpassant celui de tous les autres métaux. Une caractéristique qui en fait un matériau de choix pour des applications nécessitant une résistance aux températures extrêmes, notamment les réacteurs à fusion où la température du plasma dépasse les 180 millions de degrés Fahrenheit. À titre de comparaison, le centre du soleil se situe à environ 27 millions de degrés Fahrenheit.
« Il s’agit d’une étape importante pour étendre l’utilisation de métaux résistants à la température dans les ressources énergétiques, ce qui contribuera à un avenir durable et sans carbone »
Supports d’assemblage de combustible imprimés en 3D par ORNL (crédits photo : ONRL)
Le paradoxe du Tungstène, est que aussi résistant soit-il lorsqu’il est soumis à des conditions extrêmes, sous sa forme pure et à température ambiante, ce matériau devient fragile. La moindre contamination peut entraîner des altérations dans sa composition, accentuant ainsi sa vulnérabilité. Pour résoudre cette difficulté, l’équipe d’ONRL a donc mis au point une imprimante 3D à faisceau d’électrons pour déposer le tungstène, couche par couche, dans des formes tridimensionnelles précises. Le système dispose d’une enceinte sous vide qui permet de réduire la contamination par des matières étrangères et limite la formation de contraintes résiduelles.
« La fabrication additive par faisceau d’électrons est prometteuse pour le traitement de géométries complexes du tungstène », a déclaré Michael Kirka de l’ORNL. « Il s’agit d’une étape importante pour étendre l’utilisation de métaux résistants à la température dans les ressources énergétiques, ce qui contribuera à un avenir durable et sans carbone. »
On apprend que les recherches ont été réalisées au sein de la Direction des sciences et technologies de l’énergie (ESTD), qui abrite les travaux de recherche en fabrication de l’ORNL. L’ESTD occupe une position centrale dans la transition des États-Unis vers un avenir énergétique propre, efficient, flexible et sécurisé. Les chercheurs y réalisent des avancées dans tous les aspects de l’énergie, depuis sa production jusqu’à sa distribution, son stockage et son utilisation finale, en soutien des objectifs du ministère de l’Énergie.
