Logo CTTC

Formation 3D FRANCE est entré en contact avec le centre de la céramique à LIMOGES. Le CTTC est une structure référence en FRANCE pour les technologies de mise en oeuvre des céramiques. Son rôle est de soutenir durablement l’innovation et la compétitivité des entreprises au niveau national.

De la céramique à l’objet

Le CTTC dont les travaux sur l’impression 3D des céramiques ont débuté dans les années 1990 est un des pionniers français de ce domaine. Globalement, la fabrication additive (FA) des céramiques utilise les mêmes processus de conception et fabrication que ceux utilisés pour des pièces plastiques ou métalliques (voir chaîne de fabrication décrite ci-dessous), toutefois l’application de ces technologies aux matériaux céramiques est très spécifique et requiert des machines adaptés et un savoir-faire métier pour réaliser des objets sans défauts. La spécificité du CTTC est ainsi de travailler sur des nouvelles formulations et des nouveaux procédés pour repousser les limites actuelles de réalisation des pièces
céramiques 3D. La fabrication additive (FA) céramique utilise les mêmes processus de conception et
fabrication que ceux utilisés pour des pièces plastiques ou métalliques (voir chaîne de fabrication décrite ci-dessous).

chaine-fabrication

Il faut voir la fabrication additive des céramiques comme une étape de mise en forme

dans un procédé de fabrication complet qui inclut :

  • La préparation des matières premières qui peuvent être des pâtes, des suspensions, des mélanges de poudre selon la technologie FA qui sera utilisée. Généralement dans ces matières premières, on trouvera les poudres céramiques mais également des polymères aidant à la mise en œuvre (photopolymère dans le cas de la technologie SLA ou thermoplastique dans le cas de la technologie FDM)
  • L’impression 3D à l’aide d’un des procédés compatible avec les matériaux céramiques (voir
    Classification des technologies additives céramiques selon les 7 classes définies par l’ASTM
    International)
  • le traitement thermique. C’est une étape essentielle pour consolider l’objet et lui donner ses propriétés finales (on parle de frittage).
  • Enfin, éventuellement une étape de finition, par exemple une reprise en usinage ou un émaillage.

Classification des technologies additives céramiques selon les 7 classes définies par l’ASTM International.

Classification technologies additives

La formulation de la céramique selon l’application est un domaine complexe, pour l’impression 3D on retiendra 3 types céramiques:

  •  Zircone
    L’oxyde de zirconium (ZrO 2 ) qui a une couleur naturelle nacrée et peut être facilement colorée est par exemple souvent utilisé en bijouterie ou en dentisterie.
  • Alumine
    L’alumine (Al O3 ) ou le carbure de Silicum (SiC) sont des matériaux de référence dans de nombreuses applications pour les céramiques techniques, ils serviront pour des pièces mécaniques résistantes aux températures élevées, ou des pièces légères pouvant équiper des satellites.
  • Phosphates de calcium
    Enfin, les phosphates de calcium qui ont une composition chimique très proche de l’os, sont des matériaux utilisés dans le domaine biomédical pour la fabrication des substituts osseux.

Les plateformes dédiés à l’impression 3D céramique

Pour découvrir en détails les procédés de mise en oeuvre des céramiques en impression 3D et la plateforme ALTERINOV dédiée à l’innovation sur la fabrication additive céramique

Logo Alterinov

ALTERINOV est la première plateforme française dédiée aux technologies de fabrication additive pour les céramiques au service des entreprises. Elle s’adresse en premier lieu aux entreprises qui veulent tester ses nouvelles technologies, se former ou développer de nouveaux produits.

Si vous avez une idée ou un projet que vous souhaitez fabriquer en céramique, Easy Ceram est le Fab Lab de référence des céramistes.

easyceram-logo

Les applications

Il existe beaucoup de domaines d’application pour la fabrication additive céramique : le bâtiment, la vaisselle, l’automobile, l’aéronautique, les télécommunications, l’électronique.

La tendance actuelle est d’hybrider différentes technologies de FA pour fabriquer des pièces à partir de plusieurs matériaux, par exemple des métaux avec des céramiques.

applications_ceram

imprimante 3D Easy Ceram Printer

imprime-easy-ceram

Impression EASY Ceram

Aérosol jet pour la réalisation de circuits électroniques (pièces multimatériaux alumine/argent) par SLA et jet d’aérosol

Aérosol jet

aerosol-jet-circuit

areosol jet 2

aerosol jet piece

Pièces en Alumine obtenue en SLA

crane SLA

pièces SLA

Voxeljet VX 200 pour la réalisation de pièces par projection de liant sur lit de poudre

Voxeljet VX 200

Pièces réalisées en projection de liants sur lit de poudre (alumine)

Pièces en projections de liants

pieces-projections-de-liants-2

Conclusion

L’impression 3D céramique permet la fabrication de pièces fonctionnelles alliant précision (stabilité dimensionnelle) et propriétés exceptionnelles des céramiques techniques (résistance thermique et chimique). Le principal avantage des technologies additives céramiques est de pouvoir réaliser des pièces complexes au plus proche des cotes finales sans développer un outillage au préalable.
Le CTTC est un des rares centres d’expertise au niveau européen qui propose un si grand nombre de technologies de fabrication additive des céramiques et développe des nouvelles solutions pour les entreprises de tous secteurs.

Si vous souhaitez suivre régulièrement l’actualité de l’impression 3D céramique : http://www.cttc.fr/cttc/actualites/

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