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Technologie Additives : une nouvelle façon de penser la fabrication de pièces céramiques

Thierry Chartier Science des Procédés Céramiques et des Traitements de Surface, European Ceramic Center, Limoges

Les technologies additives font actuellement l’objet d’un fort engouement au niveau international. Ces procédés conduisent à de nouvelles façons de penser le design et la fabrication de pièces fonctionnelles organiques, métalliques, céramiques ou hybrides et constituent une vraie révolution industrielle. Dans le domaine de la céramique, ces méthodes ouvrent la voie à la conception et à la fabrication de composants innovants pour diverses applications qui nécessitent des propriétés spécifiques (espace, télécommunications, biomédical, ingénierie, bijoux ...).

Parmi les procédés additifs céramiques, la stéréolithographie est basée sur la photopolymérisation d’un système réactif consistant en une dispersion de particules céramiques dans un monomère/oligomère associé à un photoinitiateur. La polymérisation est assurée sélectivement sur chaque couche par un laser UV défléchi à partir des informations du fichier CAO de la pièce. Le challenge de la formulation est de répondre à plusieurs contraintes. La première est une concentration élevée en céramique (>50vol%) tout en maintenant une rhéologie adaptée au dépôt de couches de faible épaisseur (10 µm). La seconde est de maintenir une réactivité suffisante aux UV de la suspension chargée. Enfin, il faut limiter la diffusion de la lumière afin de contrôler la résolution dimensionnelle.

L’obtention de pièces céramiques d’architectures complexes, avec une haute résolution dimensionnelle et des propriétés similaires à celles obtenues par des procédés conventionnels, nécessite la compréhension des principaux paramètres qui influencent la polymérisation (conversion and cinétique) ainsi que la profondeur et la largeur de polymérisation.