Dans cette édition de 3D Printing News Briefs, nous commençons par des articles d’Aleph Farms et d’Orbex sur leurs efforts pour préserver la santé de notre planète, respectivement en visant le zéro carbone et en fabriquant une fusée écologique avec des pièces imprimées en 3D. Ensuite, Additive Assurance s’est associé à Volkswagen et le CIMP-3D de Penn State étend ses capacités en matière d’AM des métaux. Enfin, nous vous présentons des recherches sur l’utilisation de graphite expansible pour modifier le PLA en vue de l’impression 3D FFF.
Aleph Farms présente sa feuille de route “carbone zéro”.
Image fournie par Aleph Farms
La startup israélienne Aleph Farms, qui cultive des steaks à partir de cellules animales non génétiquement modifiées, a récemment présenté sa feuille de route pour atteindre un bilan carbone net nul dans ses activités d’ici 2025, et dans sa chaîne d’approvisionnement d’ici 2030, respectant ainsi le vœu qu’elle a fait l’année dernière. La startup a créé cette feuille de route avec sa partenaire Aimee Christensen, experte en stratégie de changement climatique et de durabilité et PDG de Christensen Global Strategies, et explique quels investissements et partenariats stratégiques seront nécessaires pour améliorer ses résultats commerciaux et faire progresser ses objectifs environnementaux. Dans le cadre de cette feuille de route, qui comprend la transition vers les énergies renouvelables et l’optimisation de l’efficacité énergétique, Aleph Farms a signé un protocole d’accord avec ENGIE Impact, la branche de conseil en développement durable d’ENGIE, afin de s’assurer que ses opérations sont compatibles avec le principe “net-zéro”, et s’est également associée à CE Delft pour analyser les impacts du cycle de vie de sa chaîne de production et d’approvisionnement.
“La production alimentaire est l’une des plus grandes sources d’émissions de gaz à effet de serre sur la planète aujourd’hui, et l’une des principales raisons pour lesquelles Aleph Farms fait de la durabilité à long terme une priorité absolue. Notre feuille de route représente une recherche importante qui nous permettra de respecter notre engagement en faveur du zéro net total au cours de cette décennie et nous encourageons vivement les autres entreprises de l’écosystème agroalimentaire à travailler pour éliminer leur empreinte carbone dès que possible”, a déclaré le Dr Lee Recht, vice-président de la durabilité chez Aleph Farms.
Orbex développe la fusée la plus respectueuse de l’environnement au monde
Image reproduite avec l’aimable autorisation d’Orbex
La société britannique de vols spatiaux Orbex travaille au lancement de ce qu’elle appelle la fusée spatiale la plus écologique au monde, l’Orbex Prime imprimée en 3D. Selon une nouvelle étude scientifique de l’université d’Exeter, l’empreinte carbone du lancement de la nouvelle Orbex Prime sera jusqu’à 96 % inférieure à celle des autres programmes de lancement spatiaux utilisant des combustibles fossiles et produira jusqu’à 86 % d’émissions en moins, grâce à sa conception réutilisable et à l’utilisation d’un biocarburant renouvelable à très faible teneur en carbone. L’étude montre que les 13,8 tonnes d’émissions de CO2e produites par un lancement d’Orbex Prime – y compris les émissions directes du lancement, les émissions indirectes créées par la production des combustibles propulsifs nécessaires et les effets de forçage radiatif (FR) des émissions autres que le CO2 à haute altitude – sont comparables aux émissions annuelles moyennes créées par une seule personne au Royaume-Uni, et que la fusée Orbex élimine presque complètement l’utilisation des émissions de carbone noir. Dans le cadre de son engagement à compenser toutes les émissions de la fusée et de ses opérations de lancement, Orbex prévoit de lancer Prime depuis le Space Hub Sutherland écossais, neutre en carbone.
“L’industrie spatiale britannique a un rôle clé à jouer dans la lutte contre le changement climatique, par exemple en lançant des satellites qui peuvent surveiller les changements environnementaux sur Terre, mais ces avantages doivent être mis en balance avec l’impact environnemental des lancements spatiaux, qui, par nature, peuvent être très intensifs en carbone. Notre étude montre que l’opération de lancement prévue par Orbex peut entraîner une empreinte carbone nettement inférieure à celle des autres scénarios de lancement envisagés dans notre analyse”, a expliqué le Dr Xiaoyu Yan de l’Institut de l’environnement et de la durabilité de l’Université d’Exeter.
Un résumé de l’étude, “Orbex Holistic Launch Carbon Impact Assessment”, est disponible sur demande.
Additive Assurance et le partenariat avec Volkswagen
La société australienne Additive Assurance, une entreprise dérivée de l’université Monash, s’associe à Volkswagen pour développer un système de fabrication avancé pour ses imprimantes 3D de production, car le constructeur automobile intègre activement l’AM dans son flux de travail et travaille à la production en série avec cette technologie. Volkswagen prévoit d’installer la solution AMiRIS d’Additive Assurance pour la vérification de la qualité dans son centre d’AM de Wolfsburg, en Allemagne, afin de “garantir une reproduction précise” de tous les composants imprimés. AMiRIS utilise un logiciel d’apprentissage automatique basé sur le cloud et un matériel d’inspection, ce dernier observant le processus de fabrication en couches ; le logiciel génère d’abord une carte des défauts en temps réel, puis analyse et renvoie les informations aux opérateurs. Grâce à cette solution, Volkswagen devrait être en mesure de garantir que ses pièces imprimées en 3D présentent une qualité de production constante.
“La fabrication additive métallique prend le monde d’assaut, mais la qualité n’est pas encore au niveau qu’elle doit être pour les applications importantes. Nous voyons une énorme opportunité pour la fabrication additive et nous sommes ravis de travailler avec une entreprise leader comme Volkswagen pour transformer la façon dont elle développe ses produits”, a déclaré Marten Jurg, cofondateur d’Additive Assurance.
Le CIMP-3D de Penn State élargit les capacités de l’AM des métaux
De nombreuses recherches sur la fabrication additive sont menées à Penn State, et le Center for Innovative Materials Processing through Direct Digital Deposition (CIMP-3D) de l’université a récemment étendu ses capacités d’impression 3D de métaux en installant trois nouveaux systèmes AM grand format. Les ajouts du système de fabrication additive par fusion à lit de poudre DMP Factory 500 de 3D Systems, du système de fabrication additive par arc électrique d’ABB Inc. et d’une imprimante 3D à pulvérisation à froid de SPEE3D complètent parfaitement l’excellente recherche en matière de fabrication additive métallique du centre.
La DMP Factory 500 utilise plusieurs lasers pour former des pièces solides à partir de poudres métalliques, et comprend une vidéo à haute vitesse, une caméra interne et d’autres capteurs personnalisés pour le contrôle du processus de fabrication, en plus des modules de recyclage de la poudre. L’imprimante a été installée au CIMP-3D pour soutenir un programme axé sur la modernisation des produits destinés à l’armée américaine. Un arc de soudage relié à un robot permet au système de fabrication additive autonome ABB Wire Arc de fabriquer des composants de grande taille, car il n’a pas besoin de gérer les poudres ou de fonctionner dans un espace confiné. Le système est associé à son grand frère, une imprimante AM robotisée à laser mise en service il y a deux ans. Enfin, la nouvelle imprimante SPEE3D utilise des jets de gaz supersoniques pour propulser les poudres à des vitesses incroyablement élevées, de sorte qu’elles adhèrent aux pièces et en construisent rapidement de nouvelles. Le système est rapide, flexible et économique, et peut être utilisé pour réparer ou fabriquer des composants sur le terrain très rapidement.
Modification du PLA avec du graphite expansible pour la technologie FFF
Prototypes fabriqués de manière additive à l’aide d’une imprimante 3D de type FFF alimentée avec : (a) PLA-EG0%, (b) PLA-EG1%, (c) PLA-EG3% et (d) PLA-EG5%.
Enfin, une équipe de chercheurs brésiliens de l’Universidade Federal de Ouro Preto, du Centro Tecnológico do Exército et du Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais a publié un article sur leurs travaux visant à modifier les filaments d’acide polylactique, ou PLA, avec du graphite expansible à des fins d’impression 3D par fabrication de filaments fusionnés, ou FFF, et sur les effets de leurs expériences sur les propriétés mécaniques et thermiques du matériau. Selon les chercheurs, la FFF est la plus “répandue” des méthodes d’impression 3D, mais pour qu’elle soit davantage utilisée dans les applications automobiles et électroniques, il faut des filaments plus ignifuges. Les chercheurs ont ajouté 1, 3 et 5 % (en poids) de graphite expansible à un filament PLA commercial, et ont retraité ces matériaux composites en filaments imprimables en 3D, en utilisant la calorimétrie à balayage différentiel et l’analyse thermogravimétrique pour déterminer les propriétés thermiques. Tous les composites contenant du graphite expansible ont atteint l’indice V-2 du test d’inflammabilité UL-94 et n’ont pas présenté de forte adhérence entre la matrice et la charge dans les échantillons thermoformés, mais les résultats indiquent que l’inflammabilité du PLA a été réduite.
“La possibilité d’imprimer des pièces aux formes complexes, avec la quantité exacte de matière première, est un grand avantage de l’impression 3D. Dans cette étude, des filaments composites à base de PLA et de 1, 3 et 5 % en poids de EG ont été développés pour être utilisés dans l’impression 3D de type FFF. L’effet de l’EG sur les propriétés thermiques et de traction du PLA a été étudié. D’après les résultats de ces analyses, il est probable que le graphite expansible nécessite une adhésion interfaciale plus forte avec la matrice PLA. La possibilité de conférer une propriété ininflammable au filament de PLA en le modifiant avec du graphite expansible a été évaluée. Tous les composites ont atteint la classification V-2 dans le test de combustion verticale (UL-94). Ce n’était pas le résultat attendu, et c’est probablement dû au manque d’adhésion entre les phases, comme l’ont montré les essais mécaniques et thermiques. Les filaments composites obtenus sont restés imprimables, et des prototypes ont été réalisés avec succès à partir de tous ces filaments. Les recherches futures devraient impliquer le silane comme agent de couplage et aussi un co-retardateur de flamme pour travailler en synergie avec le graphite expansible”, ont conclu les chercheurs.
Vous pouvez lire l’étude complète ici.
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