C’est dans ce cadre que le CRITT-MDTS a décidé d'acquérir le dernier modèle Freeformer de la société Arburg, avec l’aide de la Région Champagne-Ardenne et du Conseil Départemental des Ardennes, qui financent près de 80% de l'investissement (152 000 €).

Commercialisée depuis peu, avec seulement trois modèles vendus en France, cette machine a pour vocation de fabriquer des prototypes ou des petites séries à partir de fichiers 3D au format STL, en reproduisant les pièces en 3 dimensions couche par couche.

Trois atouts déterminants

La machine d'Arburg marque une rupture par rapport aux équipements de fabrication additive "classiques", avec la combinaison de trois atouts importants.

D'abord, elle met en effet en œuvre des polymères "standards" (potentiellement tous les polymères thermoplastiques), identiques à ceux utilisés dans l’industrie de l’injection plastique. Pour l'instant il s'agit de transformer de l’ABS, du polycarbonate, du polyamide ou du polyéthylène, mais la machine est prévue pour pouvoir mettre en œuvre d’autres types de polymères ou élastomères.

Deuxième atout, le polymère fondu est mis en œuvre sous pression ; ce qui permet d’obtenir des pièces dont les caractéristiques mécaniques atteignent 80% de celles obtenues par injection plastique. C'est beaucoup pour de la fabrication additive, qui offre classiquement des caractéristiques mécaniques médiocres, et assez difficiles à maîtriser, à cause de la solidification du polymère réalisée "à l’air libre".

Troisièmement, la machine permet de conjuguer différents matériaux, séquentiellement ou simultanément, pour une même pièce avec une précision de la taille de la goutte. L’interface entre les deux matières n’est plus une surface, mais une interpénétration des gouttes entre elles, ce qui augmente les propriétés au niveau de la zone de recollement.

Transformer à terme des polymères chargés

A ces avantages s'ajoute une transformation potentielle inédite de matières chargées. Un polymère chargé est un polymère auquel on a ajouté une "charge", qui peut-être minérale, végétale, métallique... pour améliorer ses propriétés (mécaniques ou électriques) ou pour des raisons esthétiques. C’est la raison pour laquelle le CRITT-MDTS a investi dans cet équipement avec le projet 3D PIM, afin de pouvoir utiliser les feedstocks - granulés constituant la matière première du procédé PIM - dans le procédé d'impression 3D.

Mais sur ce point, il y a encore des verrous à lever avant de parvenir à un procédé viable. L’objectif du projet est de passer du concept à la réalisation de pièces sur une période de trois ans.

En attendant, l'équipement est d'ores et déjà proposé au service des industriels de la région.

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