Qu’est-ce qu’une imprimante 3D au carbone ?
Une imprimante 3D au carbone est une machine de fabrication qui lamine un matériau de moulage avec du carbone ajouté dans une forme de section transversale 2D et moule un modèle tridimensionnel basé sur des données 3D. Le carbone peut augmenter considérablement la résistance.
La méthode de tissage de longues fibres de carbone permet d’obtenir une résistance comparable à celle de l’aluminium. Outre le carbone, le kevlar et la fibre de verre peuvent également être utilisés dans certains produits.
En raison de leur légèreté et de leur grande résistance, elles sont utilisées pour les composants de drones, les pièces radiocommandées, les gabarits, les vis et les hélices.
Utilisations des imprimantes 3D au carbone
Outre les avantages de la légèreté et de la solidité, les imprimantes 3D au carbone présentent une excellente résistance à la chaleur, une stabilité, une précision, une résilience, une résistance aux chocs et une conductivité thermique. Elles offrent également les avantages des imprimantes 3D, tels que des temps de développement plus courts, un prototypage immédiat des concepts de conception et une production à grande échelle et à faible volume, ce qui explique pourquoi de nombreuses entreprises commencent à les utiliser largement dans leur travail de développement.
Si un produit fabriqué en résine à l’aide d’une imprimante 3D ordinaire n’est pas assez solide ou présente une faible température de résistance à la chaleur, il serait préférable d’utiliser des matériaux métalliques, mais cela poserait des problèmes en termes d’équipement et de coût. L’ajout de carbone sans changer le matériau de la résine résout le problème une fois pour toutes.
Principe des imprimantes 3D au carbone
Le principe des imprimantes 3D est souvent basé sur la méthode de modélisation optique, dans laquelle de fines couches de matériau de modélisation sont empilées et progressivement durcies par l’application d’un laser UV sur la résine liquide, ou sur la méthode FDM, dans laquelle le matériau est fondu et empilé à l’aide de la chaleur. La modélisation optique présente l’avantage d’une surface plus lisse que la méthode FDM. Parmi les autres méthodes, citons le jet de matière et le jet d’adhésif, qui s’apparentent à la technologie du jet d’encre. La méthode de frittage de poudre, dans laquelle des matériaux en poudre sont frittés par irradiation laser, présente l’avantage de permettre l’utilisation de matériaux métalliques.
Une méthode pour ajouter du carbone à une résine consiste à fournir séparément la résine et le matériau de renforcement, à mélanger les matériaux à l’intérieur du corps de l’imprimante 3D et à les extruder en tant que matériau composite à partir d’une seule buse.
Des matériaux de renforcement autres que le carbone sont également utilisés. Les fibres longues de carbone sont légères et offrent la résistance et la conductivité thermique les plus élevées. La fibre de verre est économique, pèse environ deux fois plus que la fibre de carbone et est environ 40 % plus résistante ; il existe également des fibres de verre très résistantes à la chaleur, avec une résistance à la chaleur de 105°C. En outre, le kevlar présente une excellente flexibilité et une résistance à l’abrasion, et se caractérise par une grande résistance aux chocs.