Les poudres métalliques réfractaires devraient devenir des matières premières pour l'impression 3D

Qu'est-ce que l'impression 3D ?

L'impression 3D est également connue sous le nom de fabrication additive. Semblable aux procédés de métallurgie des poudres que nous utilisons aujourd'hui, les appareils métalliques fabriqués avec cette technologie sont basés sur des poudres métalliques, telles que les poudres céramiques et poudres métalliques. La différence est que la poudre n'est pas frittée ensemble, mais formée en « imprimant » des sections des pièces sur la poudre avec des adhésifs spéciaux, via la buse.

Impression 3D

Les poudres métalliques réfractaires devraient devenir des matières premières pour l'impression 3D

L'une des difficultés de l'impression 3D est l'utilisation de métaux réfractaires, en particulier ceux à points de fusion élevés tels que le tungstène , chrome et rhénium . Pendant des années, les scientifiques du monde entier ont travaillé sur de nouveaux processus qui peuvent être rentables et répondre aux exigences de performances souhaitées.

Les scientifiques ont développé une nouvelle technologie qui utilise l'impression 3D pour créer des structures métalliques complexes à l'échelle nanométrique. La technologie pourrait être utilisée dans une variété d'applications, de la création de circuits logiques 3D sur de minuscules puces informatiques à l'ingénierie de composants d'avions ultralégers, qui peuvent créer une variété de nouveaux nanomatériaux avec des propriétés différentes.

En impression 3D, les objets sont construits couche par couche, permettant la création de produits qui ne nécessitent pas de méthodes de réduction conventionnelles telles que la gravure ou le fraisage. Les scientifiques des matériaux du California Institute of Technology (Caltech) ont conçu une structure tridimensionnelle ultra-mince dans une machine d'impression 3D. Les faisceaux de la structure tridimensionnelle sont les seuls à l'échelle nanométrique, qui sont trop petits pour être vus à l'œil nu.

Impression 3D de céramiques

Le nouveau groupe 3D imprime les structures d'une variété de matériaux allant de la céramique aux composés organiques. En outre, les scientifiques travaillent dur pour faire des percées dans l'impression 3D de métaux réfractaires comme le tungstène et le titane, en particulier lorsqu'ils essaient de créer de minuscules poudres mesurant moins de 50 microns ou environ la moitié de la largeur d'un cheveu.

Les scientifiques ont collé du nickel et des molécules organiques ensemble pour former un liquide qui ressemblait beaucoup à du sirop contre la toux. Ils ont utilisé un logiciel informatique pour concevoir une structure, puis l'ont construite en changeant de liquide à l'aide d'un laser à deux photons. Le laser crée des liaisons chimiques plus fortes entre les molécules organiques, les durcissant en éléments constitutifs de la structure. Et puisque ces molécules sont également liées aux atomes de nickel, le nickel est lié à la structure. De cette façon, l'équipe a pu imprimer une structure tridimensionnelle qui était à l'origine un mélange d'ions métalliques et de molécules organiques non métalliques.

La structure est ensuite placée dans une étuve et chauffée lentement à 1000°c dans une enceinte sous vide. La température est bien inférieure au point de fusion du nickel (1455 °c), mais il fait suffisamment chaud pour évaporer la matière organique de la structure, ne laissant que le métal. Le processus de chauffage connu sous le nom de pyrolyse fusionne également les particules métalliques.

De plus, comme le processus évapore une grande quantité de matériau structurel, sa taille diminue de 80 % mais conserve sa forme et ses proportions. Le retrait ultime est ce qui rend la structure si petite. Dans cette nanostructure construite, la partie imprimée de la poutre métallique est environ un millième de la taille de la pointe d'une aiguille à coudre.

Les scientifiques affinent encore leurs techniques. Bien qu'ils commencent tout juste avec le nickel, ils sont intéressés à se développer dans d'autres métaux couramment utilisés dans l'industrie, tels que le tungstène et le titane. Les scientifiques espèrent également utiliser le processus pour imprimer d'autres matériaux, notamment des céramiques, des semi-conducteurs, des matériaux piézoélectriques et d'autres matériaux exotiques.

Advanced Refractory Metals (ARM) fournit aux gens des produits de métaux réfractaires de haute qualité tels que pastille de rhénium , disque de tantale , tige en tungstène , etc. partout dans le monde. Veuillez visiter https://www.refractorymetal.org pour plus d'informations.