Une nouvelle imprimante 3D au LMS

Le LMS a besoin d’une imp­ri­mante 3 D à temps plein pour ses travaux de recherche et développe­ment. En effet, les appli­ca­tions vont de l’in­fin­i­ment petit au très grand, et l’on peut obtenir des objets aux pro­priétés surprenantes. 

L’impression 3D est à la mode, les machines fleurissent un peu partout. Pourquoi une nouvelle imprimante à l’X ?

En fait, il n’y en a pas tant que cela. En par­ti­c­uli­er, si vous voulez pou­voir accéder à une machine autrement qu’en mode « prestataire » – et c’est néces­saire pour faire de la recherche et du développe­ment sur le procédé et ses appli­ca­tions –, vous êtes con­duits à investir. 

L’impression 3D offre un hori­zon très large d’applications : on peut dépos­er des plas­tiques, des polymères, des métaux ou des com­pos­ites ; et l’échelle de tra­vail va du micromètre car­ré (voire nanométrique, par exem­ple les machines du fab­ri­cant www.nanoscribe.de, spin-off du Karl­sruhe Insti­tute of Tech­nol­o­gy, Alle­magne) jusqu’à une échelle très macro, comme récem­ment la mai­son imprimée par le procédé Yhno­va à Nantes. 

Pour les matéri­aux métalliques et des struc­tures et un vol­ume de dépôt de l’ordre du mm³, il existe dif­férents procédés de base : lit de poudre, dépôt de fil… Ici, nous tra­vail­lons en dépôt direct sur une machine Mobile fab­riquée par http://www.beam-machines.fr/ à Stras­bourg. Et, con­traire­ment à une opin­ion répan­due, l’impression 3D ne s’applique pas qu’à des objets complexes. 

Ain­si, nous tra­vail­lons actuelle­ment avec la DGA et la SNCF sur un pro­jet de répa­ra­tion de pièces métalliques clas­siques. Les intérêts sont mul­ti­ples : petites zones affec­tées ther­mique­ment sur une struc­ture saine, finesse du con­trôle géométrique et – ce qui n’est pas nég­lige­able – pour pou­voir répar­er sans être oblig­és de démon­ter jusqu’aux com­posants les plus élémentaires. 

Nous allons démar­rer un pro­jet sim­i­laire dans le cadre d’une thèse avec Safran pour appli­quer cela à des moteurs d’avions.

Mais on obtient aussi des objets aux caractéristiques surprenantes ?

Oui. Par exem­ple, nous avons réal­isé des struc­tures auxé­tiques en polymère ou en métal, c’est-à-dire qu’elles présen­tent un coef­fi­cient appar­ent de Pois­son négatif : sous con­trainte de com­pres­sion, leur dimen­sion trans­verse, au lieu d’augmenter, dimin­ue. Cela a des appli­ca­tions intéres­santes par exem­ple pour des struc­tures amor­tis­seuses de chocs. 

Plus générale­ment, l’impression 3D per­met de réalis­er des struc­tures hiérar­chiques, comme il s’en trou­ve de nom­breux exem­ples dans la nature : ain­si les os, qui ont des car­ac­téris­tiques et des pro­priétés dif­férentes aux dif­férents niveaux d’échelle. On peut aus­si réalis­er des matéri­aux qui ont des pro­priétés locales dif­férentes, avec par exem­ple des microstruc­tures contrôlées. 

J’imagine que cette machine fera l’objet de nombreuses coopérations ?

Bien sûr : au départ, il s’agit d’un investisse­ment com­mun de l’École poly­tech­nique avec l’Ensta, forte­ment soutenu par la DGA et égale­ment par la chaire PSA André- Cit­roën. Nous coopérons avec le LAL, lab­o­ra­toire du IN2P3-CNRS qui tra­vaille pour l’accélérateur des par­tic­ules d’Orsay, pour tester la fab­ri­ca­tion des tubes ultravide. 

Elle est égale­ment un point d’entrée pour la prob­lé­ma­tique de fab­ri­ca­tion addi­tive métallique fondée plus large­ment sur d’autres tech­nolo­gies. C’est pourquoi nous sommes act­ifs dans le réseau Fab­ri­ca­tion addi­tive du Plateau Paris-Saclay (FAPS) for­mé par des nom­breux parte­naires, comme Lur­pa (ENS PS) qui s’équipe d’une machine à lit de poudre métallique AddUp acces­si­ble aux élèves de Poly­tech­nique en échange d’une réciproc­ité d’accès aux élèves de l’ENS PS à notre machine BeAm, ICMMO (Orsay), Cen­trale­Supélec, CEA, Onera, etc. 

J’ai déjà men­tion­né notre coopéra­tion avec Safran, qui dis­pose d’ailleurs aus­si de machines sur son site Safran Paris-Saclay, notre voisin sur le plateau. Nous lançons des pro­jets de coopéra­tion avec AddUp, la coen­tre­prise Miche­lin – Fives, fab­ri­quant des machines à lit de poudre, PSA, etc. 

Des pro­jets de recherch­es académiques financés par l’ANR ou l’Europe sont en cours de construction.

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