2024-06-10 13:59:57
La production est complexe et le recyclage est difficile : les composants en plastique complexes qui doivent être translucides à certains endroits imposent de nombreuses exigences aux fabricants et aux entreprises d’élimination des déchets.
Grâce à un procédé d’impression 3D sophistiqué, les experts du Fraunhofer IPA et de l’Université de Bayreuth ont réussi à produire ces composants en une seule étape de production et de manière cohérente à partir du même matériau.
Lors de la conduite, le contraste entre le fond sombre et le symbole lumineux aide
Qu’il s’agisse du tableau de bord, des baguettes décoratives ou des boutons et interrupteurs rétroéclairés de la climatisation et de la radio, de nombreux composants automobiles et appareils électriques comportent des éléments lumineux ou des symboles éclairés de manière sélective.
Lorsque vous conduisez, le contraste entre le fond sombre et le symbole lumineux vous aide à identifier rapidement le bouton souhaité la nuit et à continuer à vous concentrer sur la circulation. Même pour les petits composants tels que les boutons et les bascules, la production de symboles rétroéclairés nécessite plusieurs matériaux avec des transmissions lumineuses différentes, diverses étapes de processus ou des épaisseurs de composants variables.
Les différents matériaux sont généralement indissociables les uns des autres, ce qui réduit considérablement leur recyclabilité.
Mourir Groupe de projet d’innovation de processus de l’Institut Fraunhofer pour la technique de production et l’automatisation IPA et le Technology Impact Hub de la Chaire de technologie de production respectueuse de l’environnement de l’Université de Bayreuth utilisent la fabrication additive pour rendre la production de ces composants en plastique fonctionnalisés plus écologique et économique.
«La recyclabilité et les délais de traitement courts jouent un rôle de plus en plus important dans la production de composants techniques, notamment dans la fabrication additive», explique Marco Wimmern de Fraunhofer IPA. “L’utilisation du potentiel de la fabrication additive ainsi que des matériaux et technologies de machines innovants crée de nouvelles options de fabrication pour les composants fonctionnalisés.”
La poudre est transformée en composants sélectivement translucides
L’équipe de recherche de Wimmer utilise de la poudre de plastique thermoplastique finement broyée comme matière première pour la fabrication additive de composants sélectivement translucides. Il s’agit par exemple des élastomères thermoplastiques souples, des plastiques rigides comme le polybutylène téréphtalate (PBT) ou encore des copolymères transparents ou translucides.
Les scientifiques de Bayreuth paramétrent ces poudres plastiques ainsi que d’autres poudres plastiques disponibles dans le commerce ou encore en développement pour le frittage à grande vitesse (HSS) et les traitent sur une base test.
Equipe de recherche « Réseau HSS-Matériaux »
L’équipe de recherche présente ses résultats dans »Réseau de matériaux HSS«, un réseau pour accroître la disponibilité des poudres plastiques pour les prestataires et les utilisateurs.
HSS est l’un des procédés sur lit de poudre de la « Fusion sur lit de poudre de polymères avec rayonnement infrarouge » (PBF-IR/P), un groupe de procédés de fabrication additive dans lesquels une fine couche de poudre plastique est appliquée sur une plate-forme de construction chauffée et imprimé avec une encre contenant de la suie à l’aide de têtes d’impression à jet d’encre est mouillé.
Une source de rayonnement infrarouge passe ensuite sur le lit de poudre. La suie présente dans l’encre absorbe le rayonnement, chauffe et fait fondre sélectivement la poudre de plastique. En faisant varier la quantité d’encre appliquée, l’équipe de recherche peut influencer localement les propriétés des composants.
La lumière et l’ombre sont proches l’une de l’autre
La translucidité d’une zone dépend de la quantité de suie qui a été appliquée localement sur la poudre de plastique via l’encre. Seule une petite quantité de suie est nécessaire pour faire fondre la poudre de plastique. Il colore le composant en gris légèrement clair, mais les propriétés translucides de la poudre plastique prédominent. Si une quantité de suie supérieure à la quantité minimale nécessaire pour faire fondre la poudre plastique est appliquée, la transmission lumineuse diminue localement en conséquence.
Les scientifiques de Bayreuth exploitent spécifiquement cette interaction pour produire des composants fabriqués de manière additive avec des motifs, des lettres et des symboles haute résolution et pour les faire briller à l’aide d’une source de lumière.
Grâce à la haute résolution d’impression des têtes d’impression à jet d’encre, des transitions douces peuvent être obtenues en plus de contrastes clair-obscur intenses.
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