Capacité exceptionnelle de fabrication additive de composants en céramique technique

Ceramaret est la seule société en Europe capable de produire des composants en alumine et en zircone par l’impression de jet d’encre.

La liberté de design, un avantage parmi tant d’autres de la fabrication additive

Parmi les avantages qu’offre la fabrication additive, la liberté de design est sans doute celui qui marque le plus les esprits. Et pour cause, la fabrication 3D permet de créer des pièces céramiques de formes complexes et géométries difficiles ou impossibles à obtenir avec des méthodes de fabrication traditionnelles. Cela ouvre la porte à des designs innovants et optimisés pour des performances spécifiques. Plus concrètement, cela se traduit souvent par l’élimination des besoins d'assemblage complexe en fabriquant des structures complexes monobloc.

Bien qu’il s’agisse de l’un des avantages les plus évidents, ce n’est de loin pas le seul. La fabrication additive, y compris l'impression 3D de céramiques, peut minimiser les pertes de matériaux, car elle ajoute du matériau couche par couche, réduisant ainsi le gaspillage de matière première. Ce qui se répercute également sur le prix des produits fabriqués. 

En parlant de prix, les processus de fabrication 3D peuvent souvent réduire les coûts de production en éliminant la nécessité de fabriquer des moules ou des outillages coûteux et consommables. Cela impacte également fortement les délais de réalisation puisqu’il est possible de partir directement dans la réalisation du produit, sans avoir à attendre la livraison d’outils.

La réactivité du procédé offre une flexibilité unique pour la fabrication de composants avec des volumes bas, mais une mixité de design élevée. De manière plus extrême, nous pouvons également considérer la fabrication à la demande si les coûts de stockage et les risques liés à la gestion des stocks sont critiques.

En somme, la fabrication 3D dans le domaine des céramiques techniques offre des avantages significatifs en termes de flexibilité, de personnalisation, de réduction des coûts et de possibilités de conception, ce qui en fait une technologie de plus en plus précieuse pour de nombreuses industries

Les technologies de fabrication additives et matériaux proposés par Ceramaret

La fabrication 3D de céramiques techniques est un domaine en constante évolution, avec plusieurs technologies et procédés permettant de créer des composants céramiques de haute précision. Chaque méthode et technique offre ses avantages et inconvénients, et peut convenir plus ou moins bien aux diverses applications. Comme souvent, il n’existe pas de solution qui fonctionne pour tous les marchés, applications, matériaux, etc.

Chez Ceramaret, nous avons décidé de nous concentrer sur la technologie de jet d’encre. Cette technique utilise des imprimantes pour déposer couche par couche des gouttelettes liquides contenant des nanoparticules de céramique sur une surface. Après chaque dépôt, le matériau est durci par chauffage ou par un processus chimique, avant d’ajouter une nouvelle couche. Cette méthode est particulièrement intéressante, en raison du peu d’opérations post-impression nécessaires. Une fois le plateau imprimé, les pièces sont immergées dans l’eau afin de dissoudre le matériau de support. Après cette étape, les pièces sont séchées. L’opération de déliantage peut alors commencer. Une étape critique pour les composants en céramique, puisqu’elle consiste à éliminer la partie organique qui se trouve encore entre les nanoparticules de céramique. L’un des avantages de la technologie jet d’encre est que la quantité de matière organique dans les pièces imprimées est très basse et comparable aux produits pressés, cela rend l’opération de déliantage très aisée et rapide. La surface de travail sur les machines à impression par jet d’encre en fait un réel outil de production capable de produire plusieurs milliers de composants par année, de manière robuste et industrielle.
 
Ceramaret est également capable de réaliser des composants par impression DLP (Digital Light Processing). Ce procédé consiste à polymériser une suspension visqueuse de liquide photosensible chargé en particules de céramique en projetant un masque de chaque section transversale dudit composant. Les avantages principaux de ce procédé sont la qualité de surface après frittage ainsi que la flexibilité dans le développement de nouveaux matériaux.

Proposition de valeur exceptionnelle de la fabrication additive

Chez Ceramaret, nous voulons valoriser en premier lieu la complexité de conception, notamment avec des structures et canaux internes de petit diamètre, ainsi que dans certaines occasions le prototypage rapide. Nous sommes donc en mesure de répondre aux besoins de nos clients pour les matières ZrO₂ et Al₂O₃ et les composites ATZ et ZTA. D’autres matériaux sont en préparation ou en phase de développement, notamment le nitrure de silicium par DLP.

Deux machines de type jet d’encre sont à disposition de notre clientèle, avec un plateau de fabrication de 500 mm sur 140 mm dont la précision standard sur les composants est de 50 microns. L’état de surface brute après frittage est de 1.6 microns avec la capabilité de réaliser des détails internes jusqu’à 200 microns, tel qu’un diamètre de canal. Une machine est dédiée à l’alumine, et l’autre à la zircone.

La machine DLP offre la possibilité de réaliser des composants en alumine et ZTA avec une qualité commerciale. La surface de travail pour la technologie DLP est de 102 x 64 mm avec une hauteur de 400 mm.

La fabrication additive augmentée par notre capabilité de reprise par usinage

La précision dimensionnelle et géométrique atteinte par la fabrication additive de céramiques techniques peut varier en fonction de plusieurs facteurs, parmi lesquels le procédé spécifique, les matériaux utilisés et la qualité de l'équipement. Au-delà de la précision dimensionnelle, l’état de surface est défini par le procédé et le matériau utilisé. Pour nos applications, les spécifications peuvent varier, entre l’état de surface, la précision dimensionnelle, la résistance mécanique, le taux de porosité, la couleur, etc. Comme c’est le cas pour nos pièces fabriquées par pressage de poudres, les pièces imprimées peuvent être reprises pour obtenir, par exemple, un état de surface spécifique ou une tolérance dimensionnelle non atteignable par la simple mise en forme.

Ceramaret bénéficie d'un vaste parc de machines et de compétences en complément à la fabrication additive, englobant des procédés tels que le polissage, la reprise plane, le fraisage CNC, le rectifiage centerless, etc. Cette capabilité offre une dimension unique, permettant d'atteindre un niveau supérieur de précision dimensionnelle ou d'obtenir un état de surface spécifique selon les besoins.

Quel est votre projet ?

Vous souhaitez produire des pièces en céramique ? Demandez conseil à nos spécialistes. Impliqués dès la phase de conception et se basant sur une profonde expérience technique, nous vous aidons à choisir le bon matériau et à concevoir des produits robustes, fiables, sûrs et aux propriétés exceptionnelles.