L'impression 3D en métal pourrait devenir moins chère et plus efficace grâce à une nouvelle méthode

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Anonim

Les matériaux que vous mettez dans une imprimante 3D pour donner vie à votre vision sont tout aussi importants que le matériel et le logiciel qui les alimentent. Toutes sortes d’expériences sont en cours pour trouver des moyens d’améliorer le thermoplastique généralement utilisé, ce qui peut être fragile, des céramiques aux métaux en passant par les nouveaux matériaux.

L’impression 3D utilisant le métal est évidemment l’une des priorités des chercheurs, qui ont longtemps compris que l’impression 3D pouvait révolutionner le prototypage et permettre aux inventeurs d’itérer rapidement des composants et de nouvelles pièces et de les intégrer plus rapidement dans le monde réel. Mais les méthodes que nous avons jusqu’à présent sont laborieuses et coûteuses, nécessitant l’utilisation de métaux en poudre et de structures de support élaborées pour mouler votre composite à la forme souhaitée. Heureusement, une équipe de chercheurs travaillant avec une société appelée Desktop Metals pense avoir une solution de contournement.

"Nous avons montré théoriquement dans ce travail que nous pouvons utiliser une gamme d'autres verres métalliques en vrac", a expliqué Jan Schroers, professeur d'ingénierie et de science des matériaux à Yale, dans un communiqué. «Nous travaillons à rendre le processus plus pratique et commercialement utilisable pour rendre l’impression 3D de métaux aussi simple et pratique que l’impression 3D de thermoplastiques.»

Leur recherche vient d'être publiée dans la revue La science des matériaux.

Pourquoi l'impression 3D avec des métaux est-elle si difficile?

C’est une raison pour laquelle le thermoplastique est le matériau de choix de l’impression 3D malgré ses défauts. Il refroidit rapidement, est très malléable, ne coûte pas très cher et des efforts sont en cours pour renforcer les composites. Mais ils ont manifestement pas autant que les métaux, qui sont très résistants mais qui ne peuvent pas être facilement «extrudés» (processus consistant à façonner quelque chose en le forçant à travers une matrice façonnée, un peu comme les boulangeries fantaisistes font des décorations en pressant le glaçage à travers une poche à douille).

Cette nouvelle approche contourne ces problèmes en fusionnant des filaments de verre en vrac métalliques (également appelés métaux amorphes) dans les objets métalliques en cours de conception. Le verre métallique est beaucoup plus facile à ramollir et à manipuler que les métaux conventionnels. L'étude a utilisé un mélange de béryllium, de cuivre, de nickel, de titane et de zirconium.

Le métal a ensuite été chauffé à une température d'extrusion de 460 degrés Celsius, puis introduit dans une grille chauffée en acier inoxydable pour empêcher la cristallisation de se produire rapidement. Les dernières étapes du processus d’extrusion ont ensuite été effectuées par un robot.

Pour que leur méthode soit intégrée dans le grand public, les chercheurs disent que les matières premières utilisées devraient être plus largement disponibles. Leur technique nécessite également un peu de raffinage avant d’être commercialisée.

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