Impression 3D céramique 2021 : guide et sélection d’imprimantes 3D de céramique

Qu’est-ce que l’impression 3D céramique ?

Aujourd’hui, il existe de nombreuses imprimantes 3D de céramique. Ces systèmes utilisent différentes technologies pour impression 3D céramique : extrusion, pulvérisation de matière, photopolymérisation et frittage de poudre.

Cependant, l’impression 3D n’est qu’une partie d’un processus de fabrication plus long. En effet, les imprimantes 3D céramique produisent des pièces brutes. Cela signifie que ces pièces doivent passer par de lourdes étapes de post-traitement afin d’atteindre leur forme finale. L’une de ces étapes, par exemple, consiste à placer la pièce en céramique dans un four à très haute température.

Source : Kwambio

Les matériaux céramiques sont utilisés dans de nombreuses industries. On pourrait d’abord penser à la poterie ou à la vaisselle– mais les céramiques se trouvent littéralement partout, et sous de nombreuses formes différentes.

Il peut par exemple s’agir de pièces d’ingénierie critiques, en oxyde de zirconium, ou bien d’implants médicaux en phosphate tricalcique.

Ce guide propose un aperçu complet des imprimantes 3D de céramique disponibles sur le marché, incluant des systèmes de fabrication additive industriels, des imprimantes 3D de céramique compactes, ou encore des imprimantes d’argile professionnelles (plus d’infos sur l’impression 3D d’argile ici).

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3DCeram C3600 ULTIMATE

• Volume d’impression : 600 x 600 x 300 mm
• Technologie : Stéréolithographie
• Pays : France
• Prix : > 300 000 €

Devis

La C3600 ULTIMATE peut imprimer en 3D de la céramique technique, y compris : zircone, alumine, hydroxyapatite/TCP, Si3N4, cordiérite, zirconsilica, et silice.

Ces matériaux sont sous la forme de pâtes propriétaires photosensibles que l’imprimante 3D photopolymérise couche après couche.

Plus d’informations : 3DCeram C3600 ULTIMATE

Admatec ADMAFLEX 130

• Volume d’impression : 96 x 54 x 120 mm
• Technologie : Stéréolithographie
• Pays : Pays-Bas
• Prix : 125 000 €

Devis

Ce système de fabrication additive céramique utilise la technologie DLP (résine).

Les matériaux compatibles comprennent : l’oxyde d’aluminium, de zircone, de silicone, un mélange d’aluminium et de zircone, l’hydroxyapatite et les matériaux à base de silice.

Plus d’informations : Admatec ADMAFLEX 130

ExOne x1 160PRO

• Volume d’impression : 800 x 500 x 400 mm
• Technologie : Jet de manière
• Pays : Allemagne
• Prix : 150 000 €

Devis

La X1 160PRO est l’imprimante 3D la plus grande de ExOne. Cette imprimante 3D utilise une technologie à base de jet de matière et est compatible avec les matériaux céramiques ou métalliques.

Destinée pour de la production industrielle, la X1 160PRO est capable d’imprimer jusqu’à 10000 cm3 par heure.

Plus d’informations : ExOne x1 160PRO

Lithoz CeraFab 7500

• Volume d’impression : 76 x 43 x 170 mm
• Technologie : Stéréolithographie
• Pays : Autriche
• Prix : 250 000 €

Devis

La Lithoz CeraFab 7500 est une imprimante 3D industrielle utilisant la technologie LCM (Lithography-based Ceramic Manufacturing). Une fois l’impression 3D terminée, la pièce est placée dans un four qui consume la résine et termine de fusionner les particules de céramique ensemble.

Cette technologie à base de lithographie utilise de la résine photosensible pour imprimer en 3D des pièces céramiques.

Plus d’informations : Lithoz CeraFab 7500

Prodways ProMaker V6000

• Volume d’impression : 120 x 500 x 150 mm
• Technologie : Stéréolithographie
• Pays : France
• Prix : > 250 000 €

Devis

La ProMaker V6000 utilise une technologie appelée MOVINGLight, une technologie de stéréolithographie similaire au DLP (Digital Light Processing). Elle peut atteindre une excellente résolution de jusqu’à 32 microns, et les pièces produites sont denses à 99%.

Ce système de fabrication additive céramique de Prodways convient à de nombreuses applications, notamment dans le bio-médical.

Plus d’informations : Prodways ProMaker V6000

Rapidia Metal 3D printer

• Volume d’impression : 200 x 280 x 200 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : Canada
• Prix : 110 000 €

Devis

Rapidia, basé au Canada, propose une manière unique et intéressante d’imprimer de la céramique (et du métal) en 3D. Leur imprimante utilise des pâtes métalliques à base d’eau, éliminant ainsi le besoin de délianter les pièces puisque l’eau s’évapore pendant le processus d’impression.

La pièce nécessite toutefois d’être passée au four afin d’être complètement solidifiée.

Plus d’informations : Rapidia Metal 3D printer

XJet Carmel 700C

• Volume d’impression : 500 x 140 x 200 mm
• Technologie : Jet de matière
• Pays : Israël
• Prix : > 250 000 €

Devis

L’impressionnante technologie brevetée par XJet est appelée NanoParticle Jetting™. Cette méthode disperse des millions de minuscules gouttes de liquide spécial infusé de nanoparticules de céramique. Le liquide s’évapore au fil de l’impression.

Les imprimantes XJet produisent des pièces avec un niveau exceptionnel de détail et de précision.

Plus d’informations : XJet Carmel 700C

Delta WASP 2040 Clay

• Volume d’impression : ⌀ 200 x 400 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : Italie
• Prix : $3,500

Devis

WASP est un fabricant italien spécialisé dans les imprimantes 3D delta, l’impression 3D d’argile et l’impression 3D de ciment. La Delta WASP 2040 Clay est une de leurs solutions d’entrée de gamme pour les professionnels.

Un kit d’extrusion 3D d’argile est également disponible pour les utilisateurs possédant déjà une imprimante 3D.

Plus d’informations : WASP Delta WASP 2040 Clay

DeltaBots 3D PotterBot 9

• Volume d’impression : 330 x 330 x 394 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : États-Unis
• Prix : $14,850

Devis

DeltaBots produit toute une gamme d’imprimantes 3D professionnelles de céramique (argile).

La 3D PotterBot 9 utilise un extrudeur direct et un récipient spécial argile pouvant contenir jusqu’à 2000 mL de matériau.

Plus d’informations : DeltaBots 3D PotterBot 9

Pollen AM Pam Series MC

• Volume d’impression : ⌀ 300 x 300 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : France
• Prix : $80,000

Devis

Pollen AM est une entreprise française qui produit des imprimantes 3D à granulés depuis 2013. Leur Pam Series MC est une imprimante 3D de type delta, avec un volume cylindrique. Elle est capable d’imprimer de la céramique mais peut également imprimer des métaux et la plupart des thermoplastiques.

L’imprimante dispose d’un extrudeur de granulés et non de filament, permettant de réduire les coûts de matériaux de manière importante.

Plus d’informations : Pollen PAM Series MC

StoneFlower 3.1

• Volume d’impression : 480 x 480 x 500 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : Allemagne
• Prix : $4,000

Devis

StoneFlower, entreprise basée en Allemagne, développe des kits d’extrusion et têtes d’impression spéciales argile. Ils proposent également la StoneFlower 3.1, une imprimante 3D grand volume pour argile avec connectivité WiFi/Ethernet et un double extrudeur optionnel.

L’entreprise peut également répondre à des besoins spécifiques et proposer des solutions sur mesure.

Plus d’informations : StoneFlower 3.1

Tethon 3D Bison 1000

• Volume d’impression : 110 x 60 x 130 mm
• Technologie : Stéréolithographie
• Pays : États-Unis
• Prix : $17,000

Devis

Le Bison 1000 est une imprimante 3D de bureau à résine céramique provenant des États-Unis. Tethon 3D, le fabricant, développe des résines professionnelles depuis quelques années déjà et la Bison 1000 est la première imprimante 3D commercialisée par la marque.

Les résines propriétaires qu’ils proposent comprennent la porcelaine, la faïence, l’alumine, et autres céramiques.

Plus d’informations : Tethon 3D Bison 1000

VormVrij LUTUM 5

• Volume d’impression : 430 x 450 x 500 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : Pays-Bas
• Prix : $9,900

Devis

La VormVrij LUTUM 5 est l’une des nombreuses imprimantes 3D d’argile vendues par VormVrij, une entreprise néerlandaise. Ce modèle est équipé d’un grand écran tactile, de connectivité Wi-Fi et de composants de qualité industrielle.

Son extrudeur en acier inoxydable utilise de l’air comprimé (6 bar) afin de pousser l’argile à travers la buse.

Plus d’informations : VormVrij LUTUM 5

Lynxter S600D

• Volume d’impression : ⌀ 390 × 600 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : France
• Prix : 25 000 €

Devis

La S600D du fabricant français Lynxter est une imprimante 3D tout-en-un pouvant imprimer plusieurs matériaux à la fois. Sa principale force réside dans ses caractéristiques haute-température nécessaires pour imprimer des matériaux complexes comme le PEEK ou le PEI.

Sa tête à extrusion de pâte lui permet également d’imprimer des matériaux céramiques.

Plus d’informations : Lynxter S600D

ZMorph VX

• Volume d’impression : 250 x 235 × 165 mm
• Technologie : Extrusion
• Pays : Pologne
• Prix : 4 000 €

Devis

La ZMorph VX est une puissante imprimante 3D de bureau tout-en-un conçue par ZMorph, un fabricant basé en Pologne.

Grâce à ses têtes d’outils interchangeables, le ZMorph VX permet aux utilisateurs de basculer rapidement entre plusieurs fonctionnalités : fraisage CNC, gravure/découpe laser, scan 3D et extrusion de pâte (dont l’argile).

Plus d’informations : ZMorph VX

Nanoe Zetamix

Nanoe produit plusieurs filaments chargés en céramique et pouvant être imprimés sur quasiment toute imprimante 3D FFF de bureau standard. Cette gamme de filaments, appelée Zetamix, comprend : zircone noire, zircone blanche et alumine, ainsi qu’un filament métal en acier inoxydable 316L.

Une fois les pièces imprimées, déliantées et frittées, elles sont denses à 99%.

Voxeljet

Voxeljet est spécialisé dans la fabrication de grands systèmes industriels d’impression 3D de moulages en sable, bien que la plupart des systèmes Voxeljet soient capables d’imprimer des matériaux céramiques.

Leur système le plus compact est le système VX200, qui a déjà des dimensions considérables : 1700 x 900 x 1500 mm. Le prix de base est aux alentours de 150000 €.

Kwambio

Pour celles et ceux qui se demanderaient pourquoi Kwambio n’est pas listé : l’entreprise se trouve dans une situation financière délicate (article en anglais). Kwambio est une entreprise de fabrication additive ukrainienne avec des bureaux à New York. Leur service d’impression 3D céramique en ligne permet aux utilisateurs de choisir des finitions brillantes, mates, ou opaques, entre autres.

La Kwambio Ceramo Zero a été annoncée il y a quelques temps mais n’a jamais réellement été mise sur le marché.

Il existe plusieurs technologies d’impression 3D capables d’imprimer en 3D du matériau céramique :

• Extrusion : un extrudeur de pâte dépose des couches de matériau céramique sur un plateau d’impression 3D.
• Frittage de poudre : la céramique est sous forme de poudre et est fusionnée couche après couche.
• Pulvérisation de matière : un liquide spécial est déposé sur de la poudre céramique, liant les particules les unes aux autres.
• Photopolymérisation : une source de lumière solidifie un mélange de résine et de poudre céramique couche par couche.

La plupart des imprimantes 3D industrielles de céramique utilisent la pulvérisation de matière ou le frittage de poudre. Notre guide sur les technologies d’impression 3D explique ces méthodes de manière plus approfondie.

Comme mentionné précédemment, les imprimantes 3D de céramique génèrent des pièces brutes. Ces pièces doivent passer par différentes étapes pour obtenir leur forme finale :

• Cuisson : dans certains cas, cette étape doit être réalisée plusieurs fois.
• Glaçure (optionnelle) : il est possible de couvrir l’objet de glaçure afin de le protéger, le colorer, ou lui donner un aspect particulier tel que mate ou brillant.

En général, les matériaux céramiques offrent de nombreuses propriétés :

• force et stabilité dimensionnelle
• faible densité
• stabilité chimique
• isolation électrique
• résistance à l’abrasion et à la corrosion

Ainsi, l’impression 3D céramique convient pour de nombreux cas d’usage.

Les industries intéressées incluent notamment l’aéronautique, l’automobile, l’électronique, l’environnement, ou encore le médical. Bien sûr, les artistes et artisans peuvent également bénéficier de l’impression 3D céramique pour les sculptures et la poterie.

Ici, nous zoomons sur deux industries (parmi tant d’autres) où l’impression 3D de céramique semble gagner en importance :

Art, poterie et sculpture

Depuis des milliers d’années, nous utilisons l’argile pour créer des objets fonctionnels et/ou décoratifs. L’artiste néerlandais Oliver van Herpt, par exemple, utilise son imprimante 3D céramique pour créer des vases impressionnants (cf. image ci-contre). La céramique est également utilisée dans l’industrie du luxe pour les montres et les bijoux.

Biomédical

Il existe de très nombreux cas d’usage pour l’impression 3D de céramique concernant l’industrie médicale. Par exemple, les patients peuvent bénéficier d’implants sur-mesure faits de phosphate de calcium, un matériau étant très similaire à la composition des os humains.

De plus, il est possible de contrôler la porosité des implants. Cela signifie que le système immunitaire du corps humain sera moins enclin à rejeter les substituts imprimés en 3D. 3DCeram illustre cela dans leur étude de cas.

 

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Une publication partagée par Olivier van Herpt (@oliviervanherpt) le 14 Juil. 2020 à 3 :42 PDT

Les systèmes industriels de fabrication additive céramique sont très coûteux, et il n’est pas toujours pertinent pour une entreprise d’investir dans un tel système. Certains fabricants d’imprimantes 3D de céramique donnent aux professionnels la possibilité d’utiliser leurs machines par le biais de services d’impression 3D céramique.

Il suffit aux utilisateurs d’envoyer leur modèle 3D au service, de choisir le matériel et d’attendre de recevoir le produit final. Les fabricants d’imprimantes 3D en céramique tels que 3DCeram, Admatec, DDM Systems, Kwambio, Lithoz, Prodways et Voxeljet proposent ce type de service.

Quelques services généralistes le proposent également, dont :

• Shapeways
• iMaterialise
• OsseoMatrix
• WZR CerPrint

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