News Lundi 14 février 2022 - 11:21

Les matériaux composites. La rencontre entre la réalité et les affaires

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Les composites font partie des matériaux très en vogue des technologies de fabrication additive. Leurs avantages industriels de conductivité, de résistance, de ténacité ou encore de rigidité font de ces outils des matériaux indispensables aux nouveaux objectifs industriels comme la décarbonisation de l’industrie ou l’allègement des transports. Présentation du marché des composites !

Bien que la définition de la fabrication additive soit universellement acceptée et approuvée par les principauxorganismes de standardisation, celle-ci comprend une série de procédés et de technologies diversifiés et liés spécifiquement aux matériaux – dont les composites font partie. Le paysage des matériaux est extrêmement varié et le choix ne cesse de croître. En 2020, la base de données Senvol a répertorié plus de 2 245 matériaux différents, un chiffre en forte évolution puisqu’il était de 1 700 en 2019.

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procedes matériaux impression 3D

L'offre de matériaux est extrêmement importante pour le polymère et le métal, loin devant les composites. Les autres matériaux – céramique, cire et sable – sont moins prisés. Concernant les procédés, la technologie de fusion métal sur lit de poudre (Powder Bed Fusion – PBF) offre le plus grand choix de matériaux, suivie par la photopolymérisation en cuve de polymère (VPP) puis par l'extrusion de matériaux (MEX). Cette offre n’est pas corrélée avec l’utilisation des procédés. Concernant les matériaux composites, l’offre se situe principalement sur la technologie d’extrusion de matériaux, avec 106 matériaux sur les 191 qui sont sur le marché (voir le tableau ci-joint, réalisé par Senvol).

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Matériaux et procédés impression 3D

Le paysage des matériaux en fabrication additive

La famille des plastiques

Les polymères sont les matériaux les plus couramment utilisés en fabrication additive et impression 3D. Ils offrent de nombreux avantages et des caractéristiques différentes selon leurs propriétés fonctionnelles, les couleurs, la transparence, la biocompatibilité, la résistance, la rigidité, la dureté, l'élasticité, etc. Ils sont généralement divisés en deux catégories définies en fonction de leur comportement à des températures élevées : les thermoplastiques (qui peuvent être fondus, refroidis puis de nouveau fondus) et les matières plastiques thermodurcissables, des matériaux polymères qui sont liquides ou malléables à des températures basses, mais qui ne peuvent pas être fondus une fois qu'ils ont été formés.

Les thermoplastiques, qui sont les principaux photopolymères utilisés en fabrication additive, comprennent : l’ABS (acrylonitrile butadiène-styrène), le PA (polyamide), le nylon (un polyamide synthétique), le PC (polycarbonate), le PLA (acide polylactique) – issu de la transformation de produits végétaux comme le maïs, les pommes de terre ou les betteraves à sucre –, le PVA (alcool polyvinylique), le SOFT PLA ou PLA DOUX (acide polylactique) ou encore le TPU (polyuréthane thermoplastique) .

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paysage des matériaux impression 3D

La famille des métaux

La fabrication additive permet de concevoir des pièces fonctionnelles, de haute qualité, à partir d'une variété de matériaux métalliques comme le cobalt-chrome ou des alliages à base de nickel, le titane ou des alliages de titanecommercialement purs, le cuivre (le cuivre pur étant au cœur du développement de procédés de plusieurs sociétés), des alliages d'aluminium, les aciers inoxydables, les aciers à outil ou encore des métaux précieux (or, platine, palladium, argent). Les superalliages sont également développés pour être utilisés en fabrication additive. Ces propriétés les rendent particulièrement adaptés à une utilisation dans des applications difficiles, répondant parfaitement aux besoins des secteurs de l’aéronautique, du spatial, de l'automobile ou encore de la chimie. Jusqu’à maintenant, ces matériaux étaient peu utilisés avec les systèmes de fabrication additive.

Les autres familles de matériaux

Exception faite des composites – que nous aborderons après –, les matériaux en fabrication additive comprennent également les céramiques, très utilisées dans les secteurs dentaire, médical, biomédical, spatial ou encore automobile. Ces matériaux sont généralement composés d’une poudre résistant à la chaleur, recyclable et garantissant la salubrité des aliments. À plus faible utilisation, la cire, le sable ou encore le verre sont des matériaux imprimables.

Les matériaux composites

Définition des composites

Parallèlement au développement des polymères et des métaux, les matériaux composites jouent un rôle de plus en plus important dans le secteur de la fabrication additive. Ceux-ci sont définis par leur fabrication réalisée à partir d’au moins deux composants. Ils offrent ainsi des propriétés différentes de celles d'origine. Les deux éléments principaux sont généralement nommés « liant » et « renfort », ou encore « matrice » et « charge ». Les composites les plus couramment utilisés sont des polymères renforcés ou chargés de fibres de carbone, de fibres de verre, ou encore de Kevlar. Les charges sont ajoutées afin d'améliorer les caractéristiques propres des matériaux de base, qu'il s'agisse de conductivité, de résistance, de ténacité ou de rigidité. Elles sont recouvertes d'une matrice, souvent un époxy ou un thermoplastique, pour conserver sa structure. Les composites offrent des caractéristiques synergiques qui résultent de la combinaison de matériaux. Ils offrent ainsi des propriétés surpassant de loin les thermoplastiques classiques, tout en conservant une faible densité. Ils peuvent même concurrencer le métal, de nombreuses couches de fibre de carbone pouvant se révéler plus résistantes que l'acier pour un dixième de son poids.

Couches successives et fibres continues

Une imprimante 3D se déplace dans un espace tridimensionnel pour créer des objets 3D : tout point de l'espace peut être localisé et décrit par trois coordonnées, communément appelées « X », « Y » et « Z ». Chacune de ces coordonnées linéaires fournit des informations autour d'une seule direction, ou axe, et est perpendiculaire aux deux autres. Alors qu'un seul axe peut indiquer avec succès une position le long d'une ligne, avec trois axes, il est possible de situer n'importe quel objet dans l'espace. C'est pourquoi, chaque système d'impression 3D nécessite généralement au moins trois axes orthogonaux différents pour pouvoir créer des objets en trois dimensions. Le processus de dépôt couche par couche dépend fortement du mouvement des axes, qui a une influence directe sur l'objet imprimé, y compris la qualité et la vitesse.

Le système de coordonnées X-Y-Z est connu sous le nom de « système cartésien », du nom du mathématicien René Descartes. En impression 3D, ces coordonnées déterminent la position de la buse d'extrémité chaude, qui est déplacée par différents rails et systèmes d'entraînement. Le mouvement latéral d'une imprimante 3D est généralement attribué aux axes X et Y, tandis que l'axe Z correspond à un mouvement vertical. Par cette convention, chaque couche est déposée par une combinaison du mouvement X et Y, tandis que le mouvement Z est responsable du déplacement des couches à une hauteur prédéfinie. Un aspect intéressant, spécifique des systèmes de fabrication additive et des composites, est que les fibres ne se croisent pas d'une couche à l'autre, ce qui signifie que les qualités des matériaux s'améliorent dans la direction X-Y et non dans la direction Z. Les machines d'extrusion de matériaux sont capables d'imprimer des polymères contenant des fibres coupées, comme les systèmes d'Arevo, de German Rep Rap et de Stratasys, offrant de nombreux avantages des composites conventionnels.

Le marché des composites

Le développement des marchés des composites

La taille du marché mondial des composites devrait passer de 74 milliards de dollars en 2020 à 112,8 milliards de dollars d'ici 2025, avec un TCAC de 8,8 %. L'industrie des composites bénéficie de l'augmentation de la demande de matériaux haute performance à l'échelle mondiale, même si celle-ci devrait diminuer en 2020 en raison de la crise sanitaire de la Covid-19. Cependant, la reprise des industries stimule la demande, en particulier dans la région APAC (Asie-Pacifique), avec la reprise des économies chinoise et indienne, la résurgence de la demande de composites en fibre de verre et la croissance de l'activité, notamment pour les principaux opérateurs comme Teijin Ltd. (Japon), Toray Industries, Inc. (Japon) et Jushi Group (Chine). Le marché nord-américain reste leader dans le secteur, notamment grâce à l'adoption croissante de pièces imprimées en 3D dans les industries aérospatiale et médicale. En Europe de l'Ouest, la croissance de ce marché est également tirée par l'adoption accrue des technologies additives dans les mêmes secteurs. En outre, l'augmentation du volume des voyages de passagers par avion a poussé les compagnies d'aviation commerciale à développer leur flotte, accroissant ainsi la demande de matériaux composites imprimés en 3D.

Selon Quince Market Insights, la taille du marché mondial des matériaux composites imprimés en 3D a atteint 91,3 millions de dollars en 2020. Il devrait atteindre 628,5 millions de dollars d'ici 2028. En termes de volume, il est prévu que le marché mondial des matériaux composites d'impression 3D s’élèvera à 8 545,7 MT d'ici 2028. Les régions d’Amérique du Nord et d’Europe de l'Ouest regroupaient environ les deux tiers du marché mondial des matériaux composites d'impression 3D en 2019. La tendance devrait se poursuivre ! Le principal développement du marché des composites est dû à son adoption dans les principaux secteurs d'applications comme l'aéronautique, la défense, l'automobile et le médical pour la fabrication de pièces complexes. L'industrie de l'automobile et du transport détient la plus grande part du marché des composites en termes de volume. Et ce phénomène se renforce à mesure que de nouveaux moyens de transport se développent, comprenant la mobilité électrique (terrestre et aérienne), la mobilité personnelle et le transport aérien personnel. Le rapport poids/résistance des pièces, requis pour assurer un niveau viable d'efficacité et de kilométrage, pousse le développement et l’usage des matériaux composites. Celui-ci pourrait remplacer peu à peu le métal.

La hausse de consommation des composites renforcés de fibres pourrait également entraîner une plus grande utilisation des polymères non chargés, principalement en diminuant les coûts des matériaux grâce à des capacités de débit matériel plus importantes. Tous ces éléments contribuent à une croissance globale significative de ce segment. L'industrie de la fabrication additive s'engage à se conformer à des réglementations strictes telles que les normes Corporate Average Fuel Efficiency (CAFE) et les normes européennes d'émission (EES) des gouvernements américain et européen, pour réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2), qui ont un effet néfaste sur le climat mondial. Les constructeurs se concentrent donc sur la production de véhicules légers avec des composites, pour se conformer aux réglementations gouvernementales et améliorer le rendement énergétique des véhicules.

Un marché bousculé

Le marché des composites a toutefois connu – comme de nombreux secteurs – une année 2020 particulière qui a entraîné une baisse de sa croissance. Les raisons sont multiples.

L’impact de la Covid-19 sur le marché mondial des composites. La crise sanitaire de la Covid-19 a eu un impact négatif sur la demande de composites dans diverses industries d'utilisation finale telles que l'aérospatiale et la défense, l'automobile et le transport, l'énergie éolienne, la construction et l'infrastructure. Les perturbations des chaînes d'approvisionnement ont entraîné des retards de livraisons des matières premières. Les perturbations des flux financiers et l'absentéisme croissant des travailleurs ont contraint les constructeurs aéronautiques et automobiles à opérer avec des capacités plus faibles.

Le manque de standardisation des technologies de fabrication est une contrainte majeure pour le marché des composites. Les coûts de fabrication et de développement non récurrents continuent de limiter la pénétration des composites dans plusieurs applications. L'absence de normalisation des matériaux et des méthodologies oblige les fabricants à envisager des conceptions conservatrices, ce qui, globalement, freine une adoption à plus grande échelle de la fabrication additive dans la production.

Positionnement des fibres de carbone et des fibres de verre sur le marché des composites

Le marché des matériaux composites imprimés en 3D est généralement segmenté en fibre de carbone, fibre de verre, fibre d'aramide et fibre de graphène. Parmi ceux-ci, les composites en fibre de carbone représentaient, en 2019, plus de la moitié du marché mondial des matériaux composites imprimés en 3D. Le coût des fibres de carbone est proportionnel au coût des matières premières précurseurs à partir desquelles elles sont obtenues. Actuellement, celles-ci sont obtenues à partir de polyacrylonitrile (PAN), dont le coût dans les applications aérospatiales est élevé. Le développement de précurseurs à faible coût et à haut rendement pour la fabrication de fibres de carbone de qualité aérospatiale est susceptible de réduire considérablement le coût des fibres de carbone, entraînant ainsi la pénétration des composites de fibres de carbone dans diverses applications, telles que l'aérospatiale et l'automobile.

Les composites en fibre de verre ont dominé l'industrie mondiale des composites en termes de volume et de valeur.Les fibres de verre sont très demandées car elles sont peu coûteuses et possèdent des propriétés physiques et mécaniques supérieures telles que résistance, durabilité, flexibilité, stabilité et légèreté. Les composites en fibre de verre sont principalement utilisés dans les segments de l'énergie éolienne, des tuyaux et des réservoirs, de l'électricité, de l'électronique, de la construction et des infrastructures.

Les acteurs du marché

Les gros acteurs clés opérant sur le marché mondial des matériaux composites pour la fabrication additive sont : 3D Systems Corporation, Markforged, Stratasys, Arevo Labs, Cincinnati Incorporated, Graphite Additive Manufacturing, CRP Technology, 3DXtech, TREED Filaments, Black Magic 3D, EOS, Prodways, EnvisionTEC, DWS Systems, 3DFortify Inc, SABIC, Ingersoll, Thermwood, Roboze, Lehmann&Voss, Covestro, CEAD, Electroimpact, Continuous Composites, Moi Composites, Orbital Composites ou encore Solvay (Belgique).

Fabricants de systèmes de fabrication additive composites

Arris Composites

Fondé en 2017, Arris, dont le siège est à Berkeley, en Californie, a développé une technologie appelée « Additive Moulding ». Ce procédé de fabrication automatisée combine l'impression 3D avec une fabrication traditionnelle à grand volume. Il permet un alignement des fibres plus précis que ce qu’il est possible de réaliser avec d'autres procédés additifs, offrant aux ingénieurs la possibilité de renforcer les pièces dans les zones nécessaires.

Orbital Composites

Basé à San Jose, en Californie, Orbital Composites combine fabrication additive et robotique. Son système « Orb 1 », monté sur un bras robotique Kuka KR10 R1100, a été conçu pour la fabrication de grandes pièces. Il permet d’imprimer une large gamme de thermoplastiques, y compris du PEEK ou encore des fibres continues. Orbital Composites propose également des services de conception et de fabrication.

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systeme Orb 1 impression 3D

Le système Orb 1, monté sur un bras robotique Kuka KR10 R1100, a été conçu pour la fabrication de grandes pièces.

Markforged

Fondée en 2013 et basée dans le Massachusetts, aux États-Unis, la société Markforged a récemment été placée, par le magazine Forbes, sur la liste « Next Billion-Dollar start-up ». Elle est également répertoriée, dans le rapport Deloitte « Fast 500 2019 », comme la deuxième entreprise de matériel à la croissance la plus rapide aux États-Unis. Elle a été la première entreprise à proposer une technologie d'impression 3D en fibre continue et reste le leader du marché dans le segment de la production d'imprimantes 3D de niveau industriel et de bureau, conçues pour une gamme de composites. Ses modèles haut de gamme (comme les populaires Mark 2 et X7) peuvent traiter n'importe quelle fibre continue, tandis que ses systèmes d'entrée de gamme peuvent imprimer du carbone haché. Markforged possède également son propre portefeuille de matériaux. Ses composites imprimés en 3D sont constitués de deux composants : une matrice appelée « Onyx », un thermoplastique à base de nylon, et un renfort chargé de fibres continues de carbone, de verre, de verre haute résistance à haute température ou de Kevlar.

Desktop Metal

L’entreprise Desktop Metal, basée au Massachusetts, a été fondée en 2015. Elle est spécialisée dans la fabrication de pièces métalliques et composites. En 2019, elle a lancé son système capable de traiter des bandes continues de fibre de carbone et de fibre de verre, appelé « Micro Automated Fiber Placement » (μAFP). Celui-ci fonctionne avec deux têtes d'impression : une pour la bande et une autre pour la fibre de carbone haché et le filament renforcé de fibre de verre. La gamme de matériaux Fiber comprend trois familles : du nylon (PA6), du PEEK et du PEKK, qui peuvent être renforcés par des bandes μAFP en fibre de carbone ou en fibre de verre.

Arevo

Arevo est une société californienne basée dans la Silicon Valley, fondée en 2013. Avec sa plateforme industrielle Aqua, Arevo a été la première entreprise à proposer un modèle commercial MaaS (Manufacturing-as-a-Service) pour la production à la demande de pièces composites ultrarésistantes, légères et imprimées en 3D. Son logiciel Xplorator permet d’accélérer les cycles de conception des pièces composites. La société américaine a travaillé avec la marque Superstrata pour concevoir un vélo imprimé en 3D doté d'un cadre entièrement monocoque en fibre de carbone/polyamide.

Entreprises produisant des systèmes et des matériaux composites

Ingersoll

Ingersoll fait partie du groupe Camozzi et produit des équipements d'impression 3D et une gamme de machines de placement de fibres pour la superposition de fibres de carbone. Mongoose est la machine emblématique de placement de fibres d'Ingersoll Machine Tools, lancée en 2009. Selon la déclaration de la société, Mongoose est devenue la solution préférée de l'industrie aérospatiale pour la superposition en fibre de carbone de pièces concaves étroites et d'outils convexes à géométrie complexe. Sa récente évolution, Mongoose Hybrid, comprend l'AFP (Automated Fiber Placement), l'ATL (Automated Tape Layer), le rognage et l'inspection sur la même plateforme de machine pouvant couvrir tous les besoins de fabrication de composites. La série Mongoose comprend une variété de configurations, y compris un portique et un robot, chacune étant adaptée à différentes géométries de pièces et pouvant être utilisée avec une grande variété de résines et de fibres. En tant que telle, la flexibilité de Mongoose peut fournir une solution à presque toutes les exigences d'application. En 2019, l'imprimante 3D MasterPrint d'Ingersoll, utilisant des fibres coupées et des fibres continues, a fait son entrée dans le Guinness Book en tant que plus grande imprimante plastique au monde. Ingersoll commercialise à la fois du matériel et des matériaux pour la fabrication additive composite.

Stratasys

Stratasys propose un système d’impression mêlant le FDM, les performances des systèmes en matériaux composites et la commande de mouvement multiaxes de la robotique industrielle. L'ajout d'un renfort en fibre aux pièces imprimées a poussé les performances à un niveau supérieur, mais ces performances résultantes sont toujours limitées par la nature plane couche par couche de l'approche de construction. Avec l'ajout de plateformes de mouvement multiaxes, l'alignement des fibres peut être manipulé et contrôlé. Le résultat est une nouvelle génération de structures légères potentielles avec des degrés sans précédent de complexité géométrique, de consolidation de pièces et d'optimisation de la conception. L'un de ses principaux systèmes est l'imprimante 3D FDM en fibre de carbone, appelée Fortus 380mc Carbon Fiber Edition (CFE), qui fonctionne avec deux matériaux : le FDM nylon 12CF Carbon Fiber et l’ASA. Les deux sont compatibles avec le support soluble. Le nylon 12CF a le rapport résistance/poids et la rigidité les plus élevés de tous les matériaux FDM.

9T Labs

9T Labs est une société suisse fondée à Zurich, en 2018. Elle fournit une solution complète de fabrication de composites comprenant le logiciel de CAO, la machine, les matériaux (y compris PA12 et PEKK renforcés de fibre de carbone) et une assistance d'ingénierie collaborative. L’imprimante 3D combine un module de fabrication avec un module de post-traitement et offrant un logiciel de surveillance des processus.

Anisoprint

Anisoprint développe sa propre gamme d'imprimantes 3D, de matériaux et de logiciels, dont un système d'impression 3D à fibre continue appelé « coextrusion de fibres composites » (CFC). Les imprimantes CFC utilisent deux bobines séparées, l'une pour le thermoplastique, l'autre pour les matériaux de renforcement, mais une seule extrudeuse. Cette technologie permet à l'utilisateur de contrôler le rapport volumique des fibres et de réaliser des structures de réseau internes créant des « trajectoires curvilignes complexes ».

3DXTech

3DXTech est le principal fournisseur de filaments d'impression 3D renforcés de fibre de carbone. Les produits CarbonX sont fabriqués à partir de fibre de carbone pour les applications les plus exigeantes. Basé à Grand Rapids, dans le Michigan, il propose un large portefeuille de matériaux allant du PLA au PEEK, y compris du PEKK-A renforcé de fibre de carbone (de la marque CarbonX) et un PEEK renforcé de fibre de verre (de la marque ThermaX). En 2019, la société a lancé sa propre imprimante 3D haute température compatible avec les composites, la GEARBOX HT2, ouverte à d’autres matériaux que ceux de 3DXTech.

Fabricants de matériaux composites pour l’impression 3D

BASF / Toray

La société allemande BASF 3D Printing Solutions, filiale de BASF New Business GmbH, fournit des solutions de service et une grande variété de matériaux pour le secteur de la fabrication additive sous la marque Forward AM. Elle a signé notamment un accord d'approvisionnement avec le producteur de fibres Toray Advanced Composites, qui utilise ses fibres de verre et de carbone pour renforcer les résines polyamides BASF. En avril 2018, Toray a étendu ses capacités de production de fibres de carbone de sa filiale basée aux États-Unis, Zoltek Companies, avec de nouvelles installations hongroises et mexicaines lui permettant d’atteindre une capacité de production annuelle d'environ 25 000 tonnes. En août 2020, BASF a également acquis XSTRAND Business Line. Le géant de la chimie a également un partenariat axé sur les composites avec Impossible Objects.

XSTRAND Business Line

La gamme de matériaux XSTRAND, développés par Owens Corning, est composée de trois filaments séparés, renforcés à 30 % de fibres de verre – un polyamide, un polypropylène et un polycarbonate :

  • XSTRAND GF30-PA6, avec une durabilité extrême et une large plage de températures de fonctionnement.
  • XSTRAND GF30-PP, avec une résistance supérieure, une résistance aux produits chimiques et aux UV et une faible absorption d'humidité.
  • XSTRAND GF30-PC, avec une température de déflexion thermique élevée et une stabilité dimensionnelle.

Les pièces et composants imprimés en 3D à l'aide de filaments renforcés de fibre de verre comme la gamme XSTRAND ont une résistance et une rigidité élevées. Ces matériaux peuvent être utilisés pour des applications industrielles très exigeantes telles que l'outillage industriel et les agencements, mais aussi pour des pièces dans les secteurs du transport, de l'automobile, de l'électronique, de l’électroménager et de l'ingénierie. Les filaments XSTRAND offrent une fibre de verre intégrée qui les renforce.

Hexcel

Fondée en 1948, Hexcel Corporation est une société publique américaine de matériaux industriels, basée à Stamford, dans le Connecticut. Elle a été créée à partir de la combinaison de la division California Reinforced Plastics, Ciba Composites et Hercules Composites Products. Elle développe et fabrique des matériaux, dont des composites renforcés en fibres de carbone. En 2017, elle a acquis l'activité Aerospace & Defense (A&D) d'Oxford Performance Materials (OPM), spécialisée dans les matériaux de fabrication additive PEKK. Le composite d'impression 3D PEKK est désormais commercialisé sous la marque HexAM. En octobre 2017, Hexcel a conclu un contrat avec UTC Aerospace Systems pour fournir des composites avancés pour divers programmes aérospatiaux. En mars 2018, la société américaine a conclu un partenariat avec Arkema pour la fabrication de solutions composites thermoplastiques à base de fibres de carbone pour le secteur aérospatial, un développement qui a aidé l'entreprise à devenir un leaderdu secteur des technologies thermoplastiques composites avancées. La marque de production de pièces HexAM d'Hexcel intègre désormais également des poudres composites PEKK.

ALM

Advanced Laser Materials fait partie du groupe EOS. La société fabrique des matériaux composites hautes performances pour la technologie SLS (frittage sélectif par laser). ALM a débuté sous une licence technologique de l'Université du Texas, à Austin, à la fin de l’année 2003. Sous la direction d'un groupe d'experts spécialisés en chimie, en traitement et en ingénierie, elle a commercialisé le développement de systèmes de matériaux de fabrication additive. Depuis lors, la portée d'ALM s'est élargie de façon exponentielle pour inclure la recherche et le développement et développer des gammes de poudres de nylon chargées de carbone et de verre et d'autres matériaux pour le frittage laser. Outre la fabrication de matériaux composites, ALM fournit également des services de matériel, des services de laboratoire et le développement de matériaux personnalisés.

Vartega

Fondée en 2014, Vartega est une société américaine du Colorado, spécialisée dans le recyclage de matériaux avancés comme la fibre de carbone. Elle a développé une fibre de carbone à faible coût grâce à l'utilisation de son processus de recyclage breveté. Celle-ci possède des propriétés mécaniques similaires à celles du matériau vierge. Les fibres recyclées de Vartega sont utilisées dans une large gamme d'applications, notamment les tissus non tissés, les granulés thermoplastiques et les filaments d'impression 3D. Une grande partie de la matière première du procédé de Vartega provient de matériaux de rebut pré-imprégnés de haute qualité, tels que ceux utilisés dans l’industrie aérospatiale – où le taux de rebut est généralement de 30 %. Ces déchets coûteux peuvent être recyclés et réutilisés pour minimiser la perte de valeur et maximiser les avantages environnementaux de la fibre de carbone. La ferraille de fibre de carbone des structures aérospatiales peut être facilement réutilisée pour une utilisation dans les intérieurs d'avions, les applications automobiles, les produits de consommation et les articles de sport. Vartega vend ses matériaux sous diverses formes, dont un filament d'impression 3D FDM en fibre de carbone recyclé, disponible en version ABS ou PLA, VartegaFil.

Victrex

Victrex est un fournisseur britannique de polymères hautes performances. La société se concentre sur six marchés clés : l'aérospatiale, l'automobile, l'énergie, l'électronique, la fabrication et l'ingénierie ainsi que le médical. Les nouveaux matériaux d'impression 3D PAEK de la société sont optimisés pour le frittage laser ou le dépôt de matière fondue. Ils sont actuellement en phase de test bêta. En 2019, Victrex a investi dans Bond High Performance 3D Technology, une société néerlandaise qui fournit du matériel et des logiciels d'impression 3D pour le développement des matériaux PAEK de Victrex. Victrex pourrait devenir un acteur pertinent du CRP avec des matériaux avancés.

Solvay

Solvay est une entreprise de chimie belge, fondée en 1863. Elle coopère avec un écosystème de fabricants d'imprimantes 3D pour permettre une utilisation optimale de ses produits. Son portefeuille de filaments et poudres haute performance pour l'impression 3D comprend des filaments polymères offrant résistance et rigidité, résistance aux flammes, résistance aux produits chimiques et performances fiables à hautes et basses températures. Ces polymères sont des alternatives durables, légères et sans corrosion au métal. Voici une présentation de quelques matériaux de la longue liste :

  • Le filament KetaSpire PEEK offre une résistance exceptionnelle à la fatigue et aux produits chimiques. Il conserve ses propriétés mécaniques même à de très fortes températures, jusqu'à 240° C (464° F).
  • Le filament PEEK chargé de carbone KetaSpire, avec 10 % de renforcement en fibre de carbone, offre une résistance accrue par rapport au PEEK non chargé.
  • Le filament Radel PPSU offre une meilleure résistance aux chocs et aux produits chimiques que le polysulfone (PSU) et le polyétherimide (PEI), ainsi qu'une résistance thermique élevée et une excellente stabilité hydrolytique.
  • Le filament Solef PVDF offre des performances à long terme et une tenue jusqu'à 120° C. Le matériau possède également une résistance chimique et une résistance aux UV, aux intempéries et à l'oxydation.
  • La poudre NovaSpire PEKK AM est disponible pour l'échantillonnage.
  • En 2017, Solvay a lancé un nouveau système de résine pré-imprégnée thermodurcissable, SolvaLite 730, spécifique aux applications automobiles à grand volume.

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