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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