5P2 : Rapid manufacturing of ceramic and metal parts based on paste polymerisation

Ce projet de recherche vise le développement d'une technique innovante de production directe de composants fonctionnels céramiques et métalliques basée sur la stéréolithographie de pâtes (procédé Optoform).

L'accent est mis sur :

• l'optimalisation des systèmes qui ont été identifiés comme prometteurs ;
• l'adaptation des modes opératoires pour permettre le passage de l'échelle laboratoire à l'échelle pilote dans le cas de ces mêmes systèmes ;
• une diversification des formulations utilisables par le procédé Optoform.

Les premiers essais pour gagner en homogénéité de polymérisation sur la surface du plateau ont donné une pâte trop réactive entraînant l'apparition de contraintes internes importantes dans les pièces lors de la polymérisation. Ces contraintes conduisent inévitablement à des distorsions géométriques non négligeables des pièces lors de leur traitement thermique. L'ajout d'un agent plastifiant et la modification de la nature des résines utilisées dans la formulation de la pâte a permis, après ajustement des conditions de déliantage, l'obtention de pièces complexes (cadres et couronnes dentaires) exemptes de fissures et ne présentant quasiment plus de distorsion. Une dernière optimalisation des paramètres de lasage et de frittage sera réalisée pour parfaire le résultat déjà atteint et permettre l'obtention des densités et performances mécaniques souhaitées pour les pièces considérées.

En terme de diversification,l'extension du procédé à des applications biomédicales est envisagée, nécessitant le développement de formulations à base d'hydroxyapatite. Une pâte stable et réactive a permis d'obtenir les premières pièces de géométrie simple, lesquelles ont permis de valider les paramètres de déliantage et frittage retenus pour cette composition. Un ajustement de la réactivité de cette pâte et son application à la formation de pièces complexes sera réalisé.

Enfin, dans un dernier volet, la fabrication de pièces à porosité contrôlée a été entreprise pour les formulations développées (alumine et hydroxyapatite). Dans les deux cas, une microporosité allant jusqu'à 40% a pu être obtenue de manière contrôlée. La fabrication de pièces possédant une macroporosité (porosité supérieure à 100 µm) sera envisagée d'ici la fin du projet.