AIM3D annonce une série d’améliorations pour ses imprimantes 3D multi-matériaux.

Tous les nouveaux produits seront présentés à Formnext 2021 à Francfort.

Il se passe beaucoup de choses chez AIM3D en ce moment. Le fabricant d’imprimantes 3D multi-matériaux vient de sortir une nouvelle génération de têtes d’impression pour le procédé CEM (- composite extrusion modelling – modélisation par extrusion composite).

Baptisée extrudeuse CEM-E2, cette tête d’impression multi-matériaux peut imprimer du métal, du plastique et de la céramique. L’entreprise explique dans un communiqué de presse que les têtes d’impression de l’extrudeuse CEM-E2 sont adaptées à différents groupes de matériaux.

Une tête d’impression « M » (métaux) pour les matériaux remplis de métal (granulés MIM), une tête d’impression « P » (plastiques) pour les plastiques remplis et non remplis et une tête d’impression « C » (céramique) pour les matériaux remplis de céramique à abrasion élevée (granulés CIM). Les nouvelles extrudeuses/têtes d’impression se caractérisent par une précision de livraison nettement améliorée. Cela permet d’obtenir une meilleure qualité de surface et de meilleures propriétés mécaniques du composant. La vitesse d’extrusion a été augmentée de plus de 200 %, avec des taux de fabrication allant jusqu’à 220 cm³/h avec une buse de 0,4 mm désormais possible.

Clemens Lieberwirth, directeur technique d’AIM3D : « L’alimentation en matière, le système de refroidissement par eau en option et un support amélioré pour le système de changement rapide sont autant de nouveautés. L’extrudeuse brevetée CEM-E2, avec ses paramètres adaptés à des matériaux spécifiques, établit de nouvelles normes dans les processus CEM. »

Le procédé CEM rend possible l’utilisation de granulés standard

L’attrait de la technologie CEM réside dans l’utilisation d’un système de fabrication additive pour plusieurs matériaux. En outre, il est souvent possible de se passer de filaments et d’utiliser des granulés classiques, ce qui permet de réaliser des économies considérables. Toutefois, l’avantage le plus important est la réduction du temps de fabrication des composants grâce à l’utilisation directe de pastilles.

Développement d’un collecteur de refroidissement imprimé en 3D en PPS GF 40 pour Schaeffler

Avec la nouvelle extrudeuse CEM-E2, un composant en PPS GF 40 a été développé avec succès pour Schaeffler. Un sulfure de polyphénylène (PPS) de Celanese a été utilisé. En plus des bonnes propriétés de base telles que le retardement élevé des flammes, il existe un grand nombre de possibilités pour adapter les propriétés telles que la conductivité, l’expansion thermique ou le comportement de friction avec ce matériau.

Le partenariat de développement entre AIM3D et Schaeffler s’est fixé pour objectif de développer un collecteur de liquide de refroidissement sous forme de composant imprimé en 3D. L’extrudeuse CEM-E2 était également capable d’imprimer le PPS identique et, comme dans le cas du moulage par injection, le matériau PPS GF 40 a été choisi pour l’impression 3D. Normalement, l’alternative pour l’impression 3D de ce composant aurait été un PA6 30 GF (polyamide), puisque le PPS renforcé de fibres de verre n’est pas disponible sous forme de filament ou de poudre pour l’impression 3D. Le matériau PPS permet des caractéristiques de température plus élevées et des propriétés mécaniques améliorées, ainsi qu’un potentiel de construction légère. La résistance extrêmement élevée aux milieux est également un facteur décisif, car le PPS n’absorbe pratiquement pas d’eau.

Nouvelles approches pour l’application du PPS à l’aide d’un procédé CEM

Collecteur de refroidissement imprimé en 3D par Schaeffler, fabriqué en PPS GF 40 Fortron 1140L4, granulés de moulage par injection de Celanese.

Les matériaux PPS GF 40, qui sont chimiquement identiques aux granulés pour moulage par injection, ne sont actuellement pas disponibles sous forme de filaments pour l’impression 3D. Une comparaison basée sur les coûts entre les filaments PPS disponibles sur le marché et les granulés montre déjà le grand potentiel de l’extrusion de granulés, même si les matériaux étaient disponibles.

Clemens Lieberwirth : « Une comparaison directe entre le PPS sous forme de filament et sous forme de granulés montre que les granulés présentent des avantages de coût très significatifs ainsi que des taux de fabrication considérablement plus élevés. Les seuls coûts de fabrication du composant (heures de machine + matériau) sont d’environ 70 €, le temps d’impression est d’environ 12 heures. Les imprimantes à filament auraient besoin d’au moins 50 heures avec la même épaisseur de couche (50 µm). »

Selon M. Lieberwirth, le PPS est un matériau intéressant pour de nombreux environnements difficiles dans l’industrie automobile et chimique. Par exemple dans les systèmes de distribution de liquide de refroidissement.

Le PPS : un matériau polyvalent, indéformable, conducteur et résistant aux fluides.

Le PPS offre un certain nombre de propriétés que les autres plastiques, mais aussi les métaux, ne peuvent atteindre. Ce matériau léger réduit le poids et donc la consommation de carburant et les émissions de CO2. Dans de nombreux domaines, le client peut adapter les propriétés du matériau telles que la conductivité, la tribologie ou la stabilité à ses besoins. Des combinaisons de ces propriétés, que d’autres matériaux sont incapables de fournir, sont également possibles. Comparé aux polymères moins chers, le PPS présente une plus grande résistance et une plus faible expansion thermique. Dans le même temps, le PPS est plus résistant à l’eau, à l’hydrolyse et aux solvants et présente de nets avantages en termes d’isolation électrique et thermique. Un autre grand avantage du PPS est son retardateur de flamme « intégré ». Le PPS est intrinsèquement retardateur de flamme, alors que d’autres polymères nécessitent des additifs. Cependant, ces additifs altèrent parfois considérablement les propriétés mécaniques et présentent la caractéristique indésirable de pouvoir être éliminés par la vapeur ou des agents de nettoyage agressifs. En plus de l’ignifugation, le PPS possède d’autres propriétés favorables sans qu’il soit nécessaire de les optimiser davantage. Il s’agit notamment d’un point de fusion élevé d’environ 280°C, d’une très faible absorption d’humidité et d’une très grande résistance chimique – à température ambiante, le PPS est imperméable à tous les solvants. Un autre avantage est sa conductivité thermique et électrique. Grâce à l’utilisation d’additifs et à l’ajustement du dosage de ces additifs, la conductivité électrique peut être augmentée, rendant possible toute résistance volumique spécifique comprise entre 1 et 1015 ohms.

Les caractéristiques fonctionnelles vont donc de l’antistatique aux propriétés conductrices et au blindage électromagnétique jusqu’à la protection contre les décharges électriques. Le matériau convient donc pour les instruments industriels dans des environnements qui exigent une protection contre les explosions ou pour les boîtiers d’appareils électroniques qui doivent satisfaire aux exigences de compatibilité électromagnétique.

AIM3D développe actuellement des imprimantes 3D à granulés plus grandes afin de pouvoir fabriquer des pièces plus grandes et d’atteindre des taux de fabrication encore plus élevés.

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