HRL Laboratories et Prodways font progresser l’impression 3D céramique

HRL Laboratories, un centre de recherche conjointement par General Motors et Boeing, s’est associé à Prodways, une entreprise spécialisée dans la FA, pour repousser les frontières de la science des matériaux. En combinant l’expertise de HRL dans les céramiques et la technologie de projection numérique de lumière (DLP) haute résolution de Prodways, les deux partenaires démontrent comment les céramiques issues de polymères (PDC) pourraient surmonter les défis de longue date de l’impression 3D de céramiques.

Contrairement aux méthodes traditionnelles à base de poudres, les PDC commencent sous forme de polymères liquides pouvant être façonnés en composants complexes avant d’être convertis en céramiques légères et résistantes à la chaleur par pyrolyse à haute température. Cette approche – façonner d’abord, transformer ensuite – contourne de nombreux problèmes techniques liés à l’élimination du liant et au frittage. Pour des secteurs comme l’aérospatiale, l’énergie ou la défense, où la fiabilité dans des conditions extrêmes est indispensable, le potentiel est considérable.

Grâce au système DLP ProMaker L5000 de Prodways, les scientifiques de HRL ont produit des céramiques en oxycarbure de silicium entièrement densifiées. Les expériences ont montré que le contrôle du renfort est crucial : de petites particules finement dispersées améliorent la résistance, tandis que des inclusions surdimensionnées entraînent la formation de microfissures lors de la transition du polymère à la céramique.

Cette collaboration trace la voie vers un avenir où des formulations de résine optimisées et des géométries de renfort adaptées permettront de fabriquer directement à partir de précurseurs polymères des composants céramiques de qualité aérospatiale exempts de défauts. Au-delà de la faisabilité, la recherche établit des lignes directrices fondamentales pour concevoir des composites à matrice céramique plus robustes grâce à la FA.

Pour HRL et Prodways, ce projet illustre le type de partenariat intersectoriel qui devient essentiel dans la FA : associer recherche de pointe et plateformes industrielles pour faire passer de nouveaux matériaux de la démonstration en laboratoire à l’application réelle.