Initiation à l'impression 3D céramique

L'impression 3D avec des matériaux céramiques est encore un ajout relativement récent à l'arsenal de techniques du fabricant d'additifs, mais néanmoins, elle a un large éventail d'applications potentielles, des belles créations artistiques aux pièces industrielles polyvalentes. Dans le didacticiel d'aujourd'hui, nous fournirons une introduction concise à l'impression 3D céramique, au fonctionnement de la technologie et à la réussite de votre première conception.

Comment ça marche ?

Il existe actuellement deux manières principales d'imprimer des céramiques en 3D :l'impression par jet et l'impression par extrusion.

Certaines impressions 3D céramiques utilisent une approche basée sur le jet, où un liquide est tiré dans un lit de poudre pour lier le matériau choisi. Une fois une couche ainsi constituée, le lit d'impression est abaissé et une nouvelle couche de poudre est déposée. Ce processus est ensuite répété jusqu'à ce que l'ensemble de l'objet soit construit.

Alternativement, les pièces peuvent être imprimées à l'aide de techniques basées sur l'extrusion (une approche populaire lors de l'impression avec de l'argile). En utilisant cette méthode, une extrudeuse dépose le matériau sur le lit d'impression une couche à la fois, sans avoir besoin d'un matériau liant.

S'il s'agit des deux méthodes les plus utilisées, d'autres s'imposent lentement mais sûrement. Par exemple, Prodways propose l'impression sur céramique à l'aide de sa propre technologie DLP® MOVINGLight®, spécialement conçue pour les applications industrielles.

Quelle que soit la méthode utilisée, une fois l'impression terminée, l'objet sera toujours dans un état «vert» et nécessitera une cuisson dans un four pour éliminer toute humidité et durcir la pièce. Après la première cuisson, une couche de pré-glaçage est appliquée et laissée à sécher. La pièce est ensuite à nouveau cuite et une glaçure est appliquée. La pièce est ensuite cuite pour la dernière fois, et une autre glaçure est appliquée pour obtenir une finition brillante et lisse.

Candidature

Peut-être le plus évident, l'impression 3D en céramique peut être utilisée pour créer une large gamme de décorations attrayantes pour la maison. Il fournit aux artistes et aux designers des outils complètement nouveaux pour donner vie à leurs concepts. En prime, une fois qu'ils sont enduits lors du post-traitement, les matériaux utilisés dans l'impression céramique sont totalement sans danger pour les aliments, ce qui signifie qu'ils peuvent être utilisés pour imprimer des ustensiles de cuisine.

Cependant, il est important de garder à l'esprit que l'impression sur céramique a également des applications dans les secteurs industriel, médical et même spatial. Par exemple, dans le secteur industriel, les vannes en céramique et les éléments filtrants peuvent désormais être imprimés en 3D, ce qui réduit considérablement le besoin de stockage de pièces de rechange et permet de générer des pièces de rechange fonctionnelles en fonction des besoins. Parallèlement, dans le secteur médical, la céramique peut être imprimée en 3D pour créer des implants dentaires sur mesure pour les patients.

Matériaux

Une gamme de matériaux céramiques nouveaux et traditionnels sont désormais imprimables en 3D, notamment :

• Argile. Une gamme de différents matériaux d'argile est disponible pour l'impression, avec une technologie dédiée, telle que l'extrudeuse LDM de WASP, disponible pour aider les professionnels et les amateurs à explorer ce matériau.
• Alumine-silice. Ceci est utilisé sous forme de poudre par iMaterialise en Belgique, qui utilise de la silice ou de la porcelaine comme liant lors de l'impression.
• Alumine-oxyde/zircon-oxyde. Le matériau de choix pour les pièces en céramique fonctionnelle, largement utilisé dans les milieux industriels.
• Porcelaine. Actuellement proposé par Shapeways en tant que matériau SLS. Un avantage clé est qu'une plus large gamme d'options de finition est disponible qu'avec d'autres matériaux céramiques, y compris les finitions mates.

Donnez vie à votre conception

Pour vous aider à démarrer, voici quelques conseils pratiques pour concevoir vos pièces en céramique :

• Évitez les pièces imbriquées, car elles ne sont pas réalisables avec la technologie d'impression 3D céramique actuelle.
• Si la précision des pièces est une préoccupation majeure, assurez-vous de prendre en compte les différentes couches de glaçure qui doivent être ajoutées à toutes les pièces en céramique, car elles ajouteront au moins un millimètre à la surface de la pièce.
• Évitez les murs fins et/ou non soutenus. Non seulement ceux-ci courent le risque de se déformer lors de l'impression, mais il sera également trop facile de les endommager lors du déplacement de la partie verte vers le four après l'impression.
• Les angles vifs sont susceptibles de se fissurer pendant la cuisson et peuvent être lissés pendant le processus de finition, alors essayez de les éviter dans la mesure du possible.
• Pour l'impression à base de poudre, n'oubliez pas de prendre en compte les trous d'échappement dans votre conception, afin que l'excès de poudre puisse être retiré avant que la pièce ne soit cuite. Ceci est essentiel, car tout excès de poudre qui n'est pas nettoyé affectera la qualité de la finition de votre pièce.
• Assurez-vous que votre pièce a une base solide et stable et rappelez-vous que cette zone devra rester non émaillée.

L'impression 3D céramique est une technologie étonnamment polyvalente qui mérite certainement une enquête plus approfondie de la part des fabricants. Nous sommes impatients de voir comment il continuera d'évoluer dans un avenir proche, alors que de plus en plus de fabricants l'intègrent dans leurs propres processus de prototypage et de production.