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Nouveaux produits

Victrex : Nouvelles avancées des produits PAEK pour la fabrication additive

Publication: 24 août

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Les solutions polymères PAEK de VICTREX™, fournies sous forme de filaments ou de poudres fines, ont permis des avancées majeures dans la fabrication par dépôt de filament fondu (FFF) et par frittage laser (LS)...
 

Victrex, pionnier des polymères PEEK, prépare le lancement de plusieurs grades récemment développés dans le secteur des matériaux pour la fabrication additive (AM). Le premier de cette série est un matériau à haute résistance pour le frittage laser (LS) offrant des taux de renouvellement matière plus faible et in fine un meilleur recyclage de la poudre non frittée. Le second est un filament offrant une résistance directionnelle Z améliorée par rapport aux matériaux PAEK (polyarylétherkétone) existants et une meilleure déposition de filament fondu (FF). Les résultats techniques détaillés devraient être présentés à la conférence bisannuelle sur la fabrication additive du centre de fabrication par couche additive de l’Université d’Exeter (University of Exeter Centre for Additive Layer Manufacturing CALM), en septembre 2018.

« Ces matériaux nouvelle génération VICTREX PAEK pour la fabrication additive constituent un bond en avant décisif dans la mesure où ils sont potentiellement susceptibles d’être utilisés dans de nombreuses applications, notamment dans les secteurs aéronautiques et médicaux. Ces avancées prometteuses sont le fruit d’intenses efforts R&D menés de longue haleine par Victrex et de l’excellente collaboration au sein du consortium d’entreprises et d’institutions sous la houlette de Victrex pour accélérer l’innovation dans la fabrication additive. Grâce ce consortium, nous voyons déjà émerger des pièces de démonstration démontrant comment les process AM combinés à des matériaux à hautes performances font évoluer les modes de conception, donnant naissance à des pièces véritablement innovantes grâce à des possibilités de conception améliorées, » se félicité le PDG de Victrex Jakob Sigurdsson.

Les avantages de la fabrication additive peuvent être mis à profit pour réduire les coûts, accélérer la commercialisation et permettre la production de pièces trop complexes pour être fabriquées par des méthodes traditionnelles. Même s’ils sont déjà utilisés dans certaines applications AM, les matériaux PAEK répandus sur le marché aujourd’hui avaient été conçus à l’origine pour des méthodes de production conventionnelles, comme l’usinage et le moulage par injection. Expliquant que certaines de leurs caractéristiques ne soient pas optimales pour les processus de fabrication additive. Ainsi, la première génération de matériaux PAEK pour le frittage laser n’est que très faiblement recyclable et nécessite la régénération totale du plateau d’impression avec de la poudre fraîche. Par ailleurs, les filaments PEEK disponibles pour les techniques FF ont de mauvaises propriétés d’adhésion entre les couches déposées, entrainant une perte de résistance suivant l’axe Z.

Résultat encourageant, les nouveaux grades polymères développés par Victrex ont révélé des taux de régénération plutôt bas (ce qui améliore le recyclage de la poudre non frittée) en conservant des propriétés mécaniques similaires en impression LS, et de bonnes propriétés mécaniques ainsi qu’une bonne qualité de dépose en l’impression FF.

« Cette technologie de rupture ouvre la voie à un avenir prometteur pour la fabrication additive avec le PAEK. Le recyclage de la poudre fonctionne très bien pour le frittage laser lorsqu’on fait appel aux nouveaux grades polymères développés par Victrex, sans aucune perte mesurable de propriétés dans les composants de test fabriqués à partir de poudre partiellement recyclée. Nous pensons qu’il sera possible de réutiliser la totalité de la poudre non frittée récupérée après un premier cycle de frittage. On obtiendra ainsi une réduction significative des coûts de matériaux, comparée aux matériaux polyaryléthercétones actuels avec lesquels 40 % de la matière première est perdue du fait de sa non-recyclabilité », explique John Grasmeder, responsable scientifique chez Victrex.

Faire progresser la fabrication additive par le partenariat

A la tête d’un consortium d’entreprises et d’institutions, Victrex a obtenu en 2016 une aide de l’agence britannique de l’innovation, Innovate UK, pour financer des travaux intensifs de recherche et de développement destinés à faire progresser les technologies AM, en particulier la mise au point de polymères composites haute température à prix abordable pour les applications AM dans le secteur aéronautique. Le consortium comporte également Airbus Group Innovations, EOS, University of Exeter Centre for Additive Layer Manufacturing (CALM), E3D-Online, HiETA technologies, South West Metal Finishing, et 3T-RPD.

Le filament et la poudre VICTREX PAEK que la société vient de développer sont en adéquation avec des technologies mises au point par d’autres membres de ce projet britannique innovant. EOS a récemment lancé une nouvelle plateforme de fabrication prête à l’automatisation pour le frittage laser de pièces plastiques à l’échelle industrielle (EOS P 500). Cette machine est capable d’imprimer des polymères hautes performances à températures élevées. Les matériaux sélectionnés du consortium font l’objet d’évaluations au centre R&D d’EOS pour déterminer leur aptitude à la mise en œuvre sur des systèmes actuels d’EOS et leur compatibilité avec les plateformes EOS P 500. Victrex envisage de poursuivre les études préliminaires d’un nouveau filament PAEK en commun avec E3D, partenaire du consortium qui a récemment lancé sur le marché une nouvelle tête d’extrusion de filament refroidie par eau pour cette nouvelle référence PAEK.

Victrex possède plus de 35 années d’expérience dans le développement et l’application de solutions innovantes à base de polymères PAEK/PEEK, couvrant non seulement les polymères sous différentes formes et pièces dans des secteurs spécifiques. Léger et hautement solide, le polymère PEEK offre une combinaison unique de caractéristiques répondant à de multiples exigences : haute résistance à l’usure, aux températures élevées, à la fatigue et aux fluides/agents chimiques agressifs. Mises bout à bout, ces propriétés peuvent booster la liberté de conception et rentabilité d’une production.

http://www.victrex.com

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