Dans une salle blanche de l’Ohio, aux États-Unis, des implants vertébraux sont imprimés en 3D à partir de céramiques techniques. Ailleurs, en Suisse, des composants de montres sont imprimés par lots. Et dans une autre usine, une pièce de gestion des fluides « 3 en 1 » est produite avec une précision que la fabrication traditionnelle ne pourrait atteindre. Le point commun entre ces applications ? Non seulement elles peuvent être produites en céramique technique, mais la technologie qui les sous-tend permet de fabriquer ces pièces de manière cohérente et reproductible. Pourtant, la céramique technique reste aussi exigeante qu’elle l’a toujours été. Ce qui a changé aujourd’hui, c’est la logique de production qui la sous-tend. XJet nous montre désormais à quoi ressemble cette logique de production et comment elle peut être appliquée verticalement, secteur par secteur.
Pendant des décennies, la céramique s’est située à la croisée de l’impossible et de l’indispensable. Non seulement elle était considérée comme une technologie de niche, mais sa fabrication était également marquée par deux compromis, obligeant les utilisateurs de la FA à choisir entre la liberté de conception sans volume de production en série, ou une bonne résolution au détriment d’une qualité de surface constante.
Le fait est que, qu’il s’agisse des technologies aérospatiales, des technologies médicales ou des biens de consommation, les opérateurs en usine recherchent désormais la répétabilité, l’intégration des flux de travail et l’évolutivité.
Avec les céramiques techniques, répondre à ces critères est un défi de taille.
Les céramiques sont thermiquement stables, chimiquement inertes, mécaniquement résistantes et électriquement isolantes ; des propriétés qui les rendent indispensables dans les applications exigeantes. Leur principal défi a toujours été leur fabricabilité, car elles sont difficiles à traiter et impliquent des processus de post-traitement complexes, des contraintes géométriques et de longs cycles de qualification.
Fournisseur de solutions de fabrication additive pour la production de céramiques et de métaux avancés, XJet a bien compris ces défis et y répond grâce à un écosystème de production fiable.
Un écosystème de production articulé autour des céramiques techniques
Au cas où vous ne le sauriez pas, la technologie exclusive NanoParticle Jetting™ (NPJ) de XJet permet une fabrication précise, évolutive et durable de composants en céramique et en métal à haute résolution, présentant des géométries complexes et des détails fins.
Il est intéressant de noter que ce qui confère à cette technologie sa pertinence au niveau de la production, c’est la manière dont l’ensemble du flux de travail (matériau, processus, post-traitement) a été conçu pour fonctionner comme un tout.
L’un des principaux atouts de la plateforme XJet réside dans le fait que la taille submicronique des particules permet d’obtenir une résolution des détails inférieure à 200 microns et une finition de surface lisse dès la sortie de l’imprimante, éliminant ainsi l’une des sources de variabilité les plus persistantes dans la production céramique.
Les matériaux d’impression, traités par l’imprimante 3D, sont développés en interne dans un environnement de gestion de la qualité certifié ISO 9001 et ISO 13485. La gamme comprend de l’alumine de haute pureté, de la zircone, du nitrure d’aluminium, du carbure de tungstène et du carbure de bore, ainsi que des composites céramiques tels que le ZTA et l’ATZ, des matériaux qui répondent directement aux exigences de performance des applications dans les domaines de la technologie médicale, des semi-conducteurs, des produits de consommation et de l’ingénierie de précision.
Plus on y réfléchit, plus on se rend compte que ce qui favorise véritablement la production, c’est la simplicité et la maîtrise du processus de fabrication céramique de l’entreprise : impression – lavage – frittage. Selon l’entreprise, le délai entre le fichier et la pièce peut être réduit à seulement 72 heures, sans dépoudrage, sans nettoyage manuel et sans déliantage.
Pendant l’impression, un matériau de support soluble (X-Clear) est projeté en même temps que le matériau de construction, ce qui permet de réaliser des géométries complexes qui seraient difficiles ou dangereuses à produire avec les procédés céramiques conventionnels. Le retrait du support s’effectue ensuite par une étape de lavage en une seule opération à l’aide d’un solvant non acide et non toxique, ce qui élimine toute intervention manuelle et réduit les contraintes de sécurité pour l’opérateur.
À l’issue de ce processus en trois étapes, la taille des particules inférieure au micron permet un frittage à une température inférieure à 1 500 °C, avec un retrait prévisible inférieur à 15 % et des densités finales supérieures à 99,5 %. Il en résulte une qualité constante des pièces d’un cycle à l’autre, avec une manipulation manuelle minimale.
XJet propose différents modèles de systèmes Carmel adaptés à divers volumes de production. Avec des dimensions de fabrication pouvant atteindre 500 × 280 mm, une infrastructure logicielle évolutive et un procédé propre et sans poudre ne nécessitant pas de main-d’œuvre excessive pour l’exploitation ou le post-traitement, la solution XJet permet d’exploiter pleinement le potentiel de la fabrication numérique, un seul opérateur pouvant gérer un site équipé de plusieurs machines.
Au-delà des laboratoires et des centres de recherche
Au cours de la dernière décennie, XJet a élargi son portefeuille et développé une plateforme multi-matériaux capable de répondre aux besoins des laboratoires, des centres de recherche et des équipes de production en atelier.
Les applications récentes rendues possibles par la technologie NanoParticle Jetting™ (NPJ) de XJet illustrent comment l’entreprise élargit l’accès à la production de céramiques à haute valeur ajoutée.
Rappelons-nous les exemples d’application mentionnés au début de cet article.
Dans l’Ohio, l’implant rachidien sur mesure et sans métal a été produit par Nivalon Medical et le Youngstown Business Incubator, avec une architecture en céramique ZTA conçue pour se comporter comme de l’os, associée à un noyau flexible qui imite le mouvement naturel de la colonne vertébrale. Une pièce dont la géométrie est si spécifique à chaque patient que des implants métalliques de taille fixe n’auraient jamais pu résoudre le problème.
En Suisse, Ceramaret, spécialiste de la céramique de précision profondément ancré dans l’horlogerie et l’outillage industriel, a emprunté une voie différente avec la même plateforme. Alors que la technologie médicale exige compatibilité biologique et exactitude géométrique, l’horlogerie de luxe exige quelque chose d’aussi important : la permanence de l’apparence.
La céramique technique répond à ces deux exigences, et grâce à XJet, Ceramaret peut désormais apporter ce niveau de finition et de complexité à des créations prestigieuses en production en série.
Deux secteurs, deux logiques de production totalement différentes (précision médicale et performance esthétique) et une seule plateforme capable de répondre aux spécifications des deux.
Si les applications mentionnées ici sont dédiées au secteur médical et aux biens de consommation, cette logique de production s’applique à tous les secteurs sans rien perdre de sa rigueur.
Notes de la rédaction
Le meilleur argument en faveur de toute affirmation en matière de production, ce sont les personnes qui ont misé leur activité dessus. Au salon ceramitec 2026, qui se tiendra du 24 au 26 mars, le stand 206 de XJet, dans le hall A6, en fera la démonstration de la manière la plus directe qui soit.
Et ils ne seront pas seuls. Nivalon, YBI, Ceramaret et CeramTec seront tous présents sur le stand de l’entreprise ; chacun apportera son expérience de production avec la plateforme et son propre secteur d’activité comme preuve. Des implants vertébraux sur mesure aux composants de montres de luxe, les applications parleront d’elles-mêmes.
Parmi les autres participants figure également Ter Hoek, un fournisseur de fabrication de précision fort de trente ans d’expérience au service de clients des secteurs de l’aérospatiale, du médical et des semi-conducteurs. Ter Hoek s’est bâti cette réputation dans le domaine des métaux. L’entreprise a choisi XJet pour étendre son activité à la céramique. Cette décision, prise par une entreprise qui a examiné toutes les alternatives offertes par le marché, constitue en soi une forme de recommandation.
Si la logique de production décrite dans cet article soulève des questions auxquelles vous préférez obtenir des réponses en personne, rendez-vous au salon ceramitec 2026, sur le stand XJet.
Ce contenu a été réalisé en collaboration avec XJet.
