Le professeur Lucas Hof et son équipe de recherche ont développé une nouvelle matière première recyclable pour l’impression 3D. Découvrez le résumé de leurs travaux en économie circulaire.
Résumé du projet
La fabrication additive (FA), ou impression 3D, est un processus que les ingénieurs peuvent utiliser pour créer rapidement des modèles nouveaux et uniques. Si la FA est bien établie pour les matériaux polymères tels que le PLA et l’ABS, l’intégration des métaux dans la fabrication additive s’est avérée difficile en raison du coût élevé des équipements d’impression 3D de métaux purs ou des difficultés liées à l’incorporation de métaux dans une matrice polymère et à la création de filaments métal/polymère à forte teneur en métal. En outre, une fois qu’une pièce en métal/polymère est imprimée, le déliantage et le frittage sont des étapes critiques pour l’obtention du produit final. La mise au point d’un bon processus de déliantage et de frittage est cruciale pour obtenir des pièces de haute qualité dotées de bonnes propriétés mécaniques. Le processus de déliantage doit éliminer complètement le liant sans endommager la pièce, tandis que le processus de frittage doit fusionner les particules de métal de manière uniforme sans provoquer de distorsion ou de fissure. Des facteurs tels que la température, la durée, l’atmosphère et la vitesse de chauffage doivent être soigneusement contrôlés pour obtenir les propriétés souhaitées.
L’objectif principal de ce projet de recherche est donc de développer des filaments infusés de métal contenant de fortes concentrations de poudres de nickel carbonyle (Ni) et de fer carbonyle (Fe) extraites dans le respect de l’environnement, ainsi que des polymères recyclables et biosourcés comme matrices potentielles, afin de pouvoir les utiliser dans des imprimantes 3D standard. Pour fabriquer les filaments, un simple processus de fusion avec une extrudeuse à vis unique a été utilisé. Les figures ci-dessous illustrent les filaments de polyéthylène pur (PE), de PE/Ni et d’acide polylactique (PLA)/Ni produits. Pour s’assurer que les filaments sont recyclables, la ré-extrusion et la répétition du processus de production jusqu’à ce qu’une perte significative de performance mécanique soit observée seront effectuées dans une prochaine étape. Cela fournira des informations sur la recyclabilité de la matière première développée pour l’imprimante 3D. Enfin, l’impression 3D à l’aide des filaments métal/polymère développés et le test des propriétés mécaniques des pièces imprimées après déliantage et frittage pour produire des pièces métalliques denses en 3D de forme libre seront effectués.
