Un nouveau polyimide imprimable en 3D présente une grande isotropie et une résistance extrême
Introduction
Dans le cadre d’une collaboration entre les fabricants Zymergen, Hexagon, 3D4Makers et AON3D, le trio s’est associé pour mettre à l’épreuve l’un des nouveaux polymères d’impression 3D les plus intéressants de cette année, le Polyimide Z2. Lors d’essais soutenus par le Centre d’expertise en fabrication additive (ECAM) de la Marine royale néerlandaise, la nouvelle formulation de Polyimide, facile à imprimer en 3D, a donné des résultats très intéressants : une pièce en polymère très résistante et hautement isotrope qui, malgré sa section transversale minimale, a supporté une charge de 432 kg avant de se rompre.
La pièce en polyimide Z2 imprimée sur l’AON M2+ s’est fracturée exactement à l’endroit prévu par le logiciel Digimat AM, avec une fracture qui s’est propagée sur plusieurs couches, et non sur une seule. Cela démontre une grande isotropie pour une pièce en polymère extrudé.
La pièce
Un support d’arrimage pour avions cargo militaires a fait l’objet d’une modélisation et d’une simulation prédictives à l’aide du logiciel Digimat AM d’Hexagon, un outil qui peut aider les ingénieurs à réduire les délais et à simuler les performances de la pièce finale. La pièce a ensuite été imprimée en 3D en polyimide Z2 avec un remplissage à 100 % sur l’imprimante 3D industrielle haute température AON M2+ et soumise à des tests mécaniques.
Les résultats – Une isotropie FFF proche des propriétés z des matériaux de base
Lors des essais, le logiciel d’Hexagon a prédit avec précision un point de rupture, et la pièce a résisté à une charge de 432 kg avant de céder. Alors que le polyimide Z2 possède un module de traction similaire à celui de l’ULTEM™ 9085, le matériau présente des propriétés de résistance supérieures. Cela indique que le Z2 possède théoriquement une bien meilleure résistance à la soudure entre couches et une meilleure isotropie de la pièce par rapport à l’ULTEM™. Lors des essais, cette isotropie élevée a été observée par la fracture d’une pièce à travers plusieurs couches en deux endroits, ce qui indique que les couches avaient suivi le front de contrainte selon la structure globale, au lieu des soudures intercouches.
Grâce à l’amélioration de la résistance et de l’isotropie du Z2 Polyimide et à la probabilité de répondre aux exigences UL94 V0 et FAR 25.853 (FST) (tests en cours), le matériau présente un potentiel en tant qu’alternative ULTEM™.
En fin de compte, les résultats de ce test montrent que les avancées en matière de matériaux et les imprimantes 3D industrielles à matériaux ouverts qui peuvent les imprimer font rapidement progresser l’industrie de l’impression 3D, tandis que les systèmes fermés ont des années de retard. En savoir plus sur l’imprimante 3D haute température AON M2+.
