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Nouveaux développements dans l’impression 3D de polymères : Particules de noir de carbone encapsulées pour le frittage sélectif par laser

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3D ADEPT · AUDIO

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Narration par voix de synthèse.

Pièce imprimée en 3D au premier plan, avec une personne travaillant sur ordinateur dans un laboratoire
“Research and further development of INFINAM® in Evonik’s application technology center.”

Contenu de marque — Evonik. Présentation publiée en novembre 2024 ; cette mention figurait dans la version anglaise correspondante.

Le polyamide 12 (PA12) est utilisé en frittage sélectif par laser (SLS), un procédé de fabrication couche par couche sur lit de poudre. Evonik indique avoir introduit ses premières poudres PA12 pour cette famille de procédés en 1996. En 2024, l’entreprise présentait INFINAM PA 6013 P et INFINAM PA 6014 P, deux poudres contenant du noir de carbone encapsulé dans les particules de PA12.

Une production par précipitation

Schéma du procédé : granulés, dissolution dans un solvant, précipitation et poudre pour impression 3D
Procédé de précipitation des poudres INFINAM. Crédit : Evonik

Le procédé décrit par Evonik part de granulés dissous dans un solvant, puis précipités sous conditions contrôlées pour former la poudre. Pour ces références noires, l’entreprise incorpore le noir de carbone dans une structure noyau-coquille, au lieu de s’appuyer uniquement sur un mélange à sec. Elle présente cette approche comme un moyen de maintenir l’aptitude au traitement SLS tout en intégrant le pigment.

La forme des particules et leur écoulement contribuent à la régularité du dépôt des couches. La précipitation est ici le procédé choisi par le fabricant ; elle n’est pas présentée comme la seule méthode adaptée à toutes les poudres ou machines.

Propriétés du PA12 et apport du noir de carbone

Le PA12 est un thermoplastique semi-cristallin utilisé pour des prototypes fonctionnels, des géométries complexes et des petites séries. Evonik met en avant les caractéristiques suivantes, à apprécier selon la formulation et les conditions de fabrication :

  • Résistance mécanique et tenue aux chocs ;
  • Résistance à divers produits chimiques, notamment huiles, graisses et certains solvants ;
  • Faible absorption d’eau ;
  • État de surface et aptitude à la mise en œuvre.

Le terme anglais water intake désigne ici l’absorption d’eau du matériau, et non une réduction de la consommation d’eau de fabrication.

Les poudres PA12 claires peuvent être teintes après impression. Une poudre déjà noire peut éviter cette étape lorsque la couleur obtenue convient à la pièce ; un lissage ou d’autres finitions restent possibles selon le résultat recherché.

Pour ses formulations au noir de carbone, Evonik annonce également :

  • Une coloration plus uniforme dans la pièce ;
  • Des rayures et traces d’usure moins visibles ;
  • Une meilleure tenue aux ultraviolets ;
  • Une amélioration de l’allongement dans la direction verticale de construction.

Ces propriétés intéressent notamment les applications automobiles et aéronautiques citées par le fabricant. Une amélioration dans la direction verticale ne signifie pas que toutes les propriétés deviennent identiques dans toutes les directions. Les exigences d’un dispositif médical ou d’un usage au contact alimentaire doivent être vérifiées pour la référence et la pièce concernées.

Références et contexte de la présentation

Trois flacons de poudres INFINAM portant les mentions TPA, PA et TPC
Poudres polymères INFINAM de différentes familles ; illustration de gamme. Crédit : Evonik

Les références PA 6013 P et PA 6014 P appartiennent à la gamme PA12 ; elles ne représentent pas l’ensemble des polymères INFINAM. La présentation de PA 6013 P précise ses usages visés et donne accès à sa fiche technique.

Les allégations d’empreinte carbone réduite doivent être rattachées à une référence, à une base de comparaison et au périmètre de son analyse de cycle de vie. La désignation RFP utilisée pour certaines références ne permet pas d’étendre automatiquement le même résultat à toute la gamme INFINAM.

Repère historique : Evonik annonçait la présentation de ces poudres à Formnext, du 19 au 22 novembre 2024 à Francfort, hall 12.1, stand C39. Les bénéfices ci-dessus sont ceux communiqués par le fabricant.

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