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Les brèves de l’impression 3D, 29 janvier 2022 : aimants, matériaux, et plus.

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  • Post published:30 janvier 2022
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Nous commençons par une recherche intéressante sur l’impression 3D d’aimants moléculaires dans les Brèves de l’impression 3D d’aujourd’hui, puis nous passons aux matériaux, puisque le groupe Lehvoss prévoit de présenter ses solutions de matériaux composites. BCN3D a annoncé la disponibilité de son Metal Pack et d’un nouveau filament rempli de fibres, ainsi que de nouveaux systèmes d’autocalibrage pour ses imprimantes. Par ailleurs, une buse d’injection de carburant imprimée en 3D pourrait rendre les cargos plus écologiques. Enfin, au Canada, un homme fait l’objet d’accusations après que la police lui a saisi deux armes à feu imprimées en 3D.

Impression 3D d’aimants moléculaires durables

Figure schématique pour la taille d’impression 3D (en millimètres) de (a) le modèle de structure en treillis et (b) le modèle de structure en graphène, (c) le modèle de structure en krigami et (d) le modèle de turbinerotor.

Une équipe de chercheurs de l’université de Buffalo, du MIT, de l’université de l’Utah, du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et de l’université du Maryland a publié un article sur ses travaux d’impression 3D d’aimants moléculaires durables mais instables, qui deviennent stables une fois imprimés. Ces dernières années, les chimistes ont construit des aimants moléculaires dont les champs magnétiques sont comparables à ceux des aimants classiques à température ambiante, mais qui restent sensibles à l’environnement. Shenqiang Ren, spécialiste des matériaux de l’université de Buffalo, et son équipe ont travaillé avec Jeffrey Grossman, spécialiste des matériaux du MIT, pour mélanger un aimant moléculaire avec de la résine et utiliser la stéréolithographie pour fabriquer des aimants aux formes complexes, qui sont ensuite protégés de la dégradation environnementale grâce à l’enveloppe en plastique. Les chercheurs ont imprimé en 3D un mélange d’hexacyanochromate de vanadium et de polymère dans des formes telles que des treillis et des rotors de turbine, qui ont conservé leur magnétisme après plus d’un an sur une étagère.

Le résumé de l’article indique que “les aimants moléculaires à haute teneur en TC sont très prometteurs ; cependant, l’obstacle de longue date à leurs applications pratiques est l’inaccessibilité des aimants moléculaires à haute température présentant un contrôle dynamique et non volatil de la magnétisation. En outre, leur durabilité fonctionnelle est sujette à la dégradation par l’oxygène et la chaleur. Nous présentons ici une stratégie de prototypage rapide et de stabilisation des aimants moléculaires à haute Tc (360 K) avec un contrôle spatial précis de la géométrie. Les aimants moléculaires imprimés sont thermiquement stables jusqu’à 400 K et stables à l’air pendant plus de 300 jours, ce qui représente une amélioration significative de leur durée de vie et de leur durabilité. Le dichroïsme circulaire magnétique aux rayons X et la modélisation informatique révèlent que les ligands d’eau contrôlent l’interaction d’échange magnétique des aimants moléculaires. Les aimants moléculaires montrent également une accordabilité dynamique et réversible des interactions d’échange magnétique, permettant une fenêtre de température de travail colossale de 86 K (de 258 à 344 K). Cette étude ouvre la voie à des dispositifs magnétiques moléculaires flexibles, légers et durables grâce à la fabrication additive.”

Le groupe LEHVOSS présentera les matériaux composites au JEC World 2022

Moule utilisable avec cavité revêtue. Au premier plan, composant PRFC moulé.

Le LEHVOSS Group, sous la direction de Lehmann&Voss&Co, a développé plusieurs solutions matérielles pour les composites et prévoyait de les présenter au JEC World 2022 ce mois-ci ; cependant, le salon international des composites a été reporté au mois de mai, il faudra donc attendre un peu plus longtemps. Son premier nouveau matériau est le LUVOGARD HF P70, un liquide ignifuge transparent et sans halogène pour les applications de résines thermodurcissables et thermoplastiques qui se caractérise par une solubilité dans l’eau extrêmement faible, une propriété unique qui permet une grande résistance aux intempéries en extérieur. Le matériau n’émet pas d’odeur ni de fumée lors de sa décomposition et, lorsqu’il est combiné à d’autres retardateurs de flamme, il présente des propriétés uniques, bien que le communiqué de presse ne les ait pas énumérées.

LEHVOSS présentera également le film sous vide, le COMBIMESH (maille d’infusion + film de séparation), et le PEEL PLY, un tissu à base de Nylon 66 qui se caractérise par l’absence de résidus et peut être utilisé pour créer une surface texturée pour un meilleur collage ou une meilleure peinture une fois qu’il a été retiré du matériau composite final. Enfin, l’entreprise a développé LUVOCOM 3F pour l’impression 3D de formes de laminage. Les outils imprimés en 3D destinés à stratifier des prototypes ou des petites séries constituent un moyen plus économique de fabriquer des moules, grâce à ses capacités de mise en forme proche de l’état brut et à la finesse de son processus de finition. Ce matériau, basé sur une variété de thermoplastiques tels que le PET, le PPS, le PEEK et le PA, permet d’obtenir des pièces finales à haute résistance avec une grande usinabilité et recyclabilité, un poids et un gauchissement plus faibles, et peut être utilisé pour des températures de consolidation basses ou élevées.

BCN3D : Autocalibration, Metal Pack, &amp ; Nouveau PET CF15

BCN3D Technologies a été très occupée ces derniers temps et a récemment diffusé trois communiqués de presse sur ses activités. Tout d’abord, la société a introduit l’autocalibrage dans ses imprimantes, ce qui, selon elle, réduira de 85 % le temps de calibrage délicat et rendra le processus plus infaillible. Le nouveau système électronique de BCN3D contrôle un capteur piézoélectrique, qui est monté sur la tête d’impression entre l’axe X et la tête chaude et détecte la pression afin de mesurer avec précision la distance entre la surface d’impression et l’extrémité de la buse. Le capteur peut être utilisé pour mesurer la planéité de la surface d’impression dans un processus appelé “mesh mapping”, et un périmètre carré à l’arrière de la plaque de construction calcule les décalages entre les têtes d’outils afin de garantir un alignement XY parfait pour la double extrusion.

Lors du salon Formnext, la société a présenté son Metal Pack abordable pour l’impression 3D d’acier inoxydable avec sa série Epsilon, et il est désormais disponible à la vente. Le Metal Pack permet d’imprimer des pièces en acier inoxydable en trois étapes et comprend un hotend exclusif pour le métal, des accessoires complémentaires et des filaments Ultrafuse® 316L et 17-4 PH, qui contiennent des liants en acier inoxydable et en polymère. Les utilisateurs peuvent ensuite envoyer les pièces imprimées en 3D pour les processus de déliantage et de frittage par le biais du réseau de fournisseurs Forward AM. Enfin, BCN3D a ajouté à son portefeuille de matériaux le PET CF15 (polyéthylène téréphtalate renforcé de fibres de carbone), qui peut être imprimé directement sur du verre et possède des propriétés mécaniques similaires à celles du PAHT CF15, mais sans les problèmes d’humidité. Le matériau renforcé de fibres a une résistance chimique moindre que le PP GF30, mais présente moins de complexités d’imprimabilité, il s’agit donc d’un bon mélange de ces deux matériaux.

Buse d’injection de carburant imprimée en 3D

Dans le cadre d’un projet de collaboration entre l’Université technique du Danemark (DTU) et MAN Energy Solutions, des chercheurs cherchent à savoir si une buse d’injection de carburant imprimée en 3D pourrait rendre les cargos plus écologiques. Le post-doctorant en génie mécanique de l’université technique du Danemark, Thomas Dahmen, a mené une étude sur ce sujet, en réalisant d’abord une analyse de la fonction de déploiement de la qualité pour l’impression 3D, ou 3D-QFD, qui offre un aperçu de la valeur que l’impression 3D peut apporter à un produit. Il a constaté que l’utilisation d’une conception plus incurvée pour la buse d’injection permettait d’obtenir un meilleur flux de carburant, ce qui contribue à une meilleure combustion du moteur et peut même réduire les émissions de NOx du moteur. M. Dahmen a également comparé les technologies de fusion laser sur lit de poudre (LPBF) et d’injection de liant, et a constaté que cette dernière était plus adaptée aux caractéristiques complexes des buses liées à l’écoulement et aux matériaux spéciaux à haute température. En raison de ses résultats prometteurs en laboratoire, la buse d’injection imprimée en 3D a été testée sur le moteur d’essai grandeur nature de MAN Energy Solutions au centre de recherche de Copenhague, et a donné d’excellents résultats.

“Chez MAN Energy Solutions, nous savons depuis longtemps que le métal imprimé en 3D peut nous offrir certaines possibilités de concevoir des pièces importantes de nos moteurs de navires qui n’étaient pas possibles auparavant”, a déclaré Peter Hagen, ingénieur en mécanique chez MAN Energy Solutions. “Une collaboration avec la DTU sur l’exploration de ce potentiel était donc un choix évident.

“L’enquête approfondie de Thomas nous a donné une base fantastique pour aller de l’avant avec l’impression 3D de composants métalliques pour les moteurs marins. Je suis certain que nous les verrons bientôt dans de vrais moteurs.”

Un homme est accusé de trafic d’armes à feu pour des armes imprimées en 3D

Une image fournie par la GRC du récepteur inférieur d’une arme à feu sur une imprimante 3D.

Enfin, Justin McMahon, 26 ans, de Weyburn en Saskatchewan, au Canada, fait face à de multiples accusations d’armes à feu après avoir été trouvé avec plusieurs armes, dont deux armes imprimées en 3D. Des agents de l’équipe de réduction de la criminalité de la GRC exécutaient un mandat de perquisition lorsqu’ils ont trouvé les armes, et les armes à feu ont toutes été saisies, tandis que McMahon a été accusé de fabrication d’une arme à autorisation restreinte, de fabrication d’une arme interdite, et de plusieurs accusations de possession d’armes interdites et à autorisation restreinte pour lesquelles il n’avait pas de permis. Le service de police de Weyburn, l’Agence des services frontaliers du Canada et l’Équipe nationale de soutien à l’application de la Loi sur les armes ont participé à l’enquête. M. McMahon doit comparaître devant le tribunal pour répondre aux accusations le 8 mars à Weyburn. Le sergent d’état-major Scott Lambie de l’équipe de réduction de la criminalité a déclaré dans un communiqué écrit qu’il est illégal de fabriquer une arme à feu, que ce soit au moyen de l’impression 3D ou d’une autre technologie, à moins de détenir le permis d’entreprise d’armes à feu approprié :

“Les armes à feu illégales peuvent présenter un risque pour la sécurité de la communauté et la GRC de la Saskatchewan est déterminée à les retirer de la rue. Les armes à feu fabriquées illégalement sont d’autant plus préoccupantes qu’elles n’ont pas de numéro de série et ne peuvent donc pas être retracées si elles sont utilisées pour commettre un crime.”

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