Avis d'expert : l'impression 3D silicone

Les avantages de l'impression 3D ne sont plus à démontrer, que ce soit en termes de délais ou d'économies réalisées par rapport aux processus de production traditionnels. Si de nombreux matériaux sont utilisables sur les imprimantes 3D (plastique, résine, métal...), il y avait jusqu'à présent un manque sur l'impression de matériaux élastomères. Il est désormais possible de combiner les propriétés mécaniques du silicone et des avantages de l'impression 3D, dite additive. Voici un état des lieux de l’impression 3D pour le silicone.

L'impression 3D est très intéressante dans certains cas : contrairement à des processus de type moulage que l'on retrouve couramment pour la production de pièces en élastomères, l'impression 3D permet d'éviter de coûteux investissements liés à l'outillage. Cette technique rend également possible et rentable la production de très petites séries dans des délais courts et facilite ainsi le dépannage rapide de pièces de rechange (par exemple lors d'une urgence impliquant un arrêt de production).

Un autre avantage, dont on parle moins, c'est l'absence de contraintes de design : comparée à une conception classique, l'impression 3D offre une liberté de création exceptionnelle, en affranchissant l'industrie des contraintes que l'on rencontre habituellement avec des processus tels que l'extrusion ou le moulage (comme les problèmes rencontrés lors du démoulage d'une pièce par exemple).

L’impression 3D en silicone, pourquoi ?

Jusqu'à présent, les seuls matériaux imprimables en 3D et offrant des caractéristiques similaires à celles des élastomères étaient des polyuréthanes thermoplastiques. Désormais, avec cette nouvelle technologie d'impression 3D en silicone, il est possible de bénéficier de tous les avantages de la fabrication additive, combinés aux propriétés physico-chimiques du silicone (élasticité, excellente tenue thermique, bonne tenue aux intempéries, grande plage d’utilisation de -60°C à +200°C...).

La technique d'impression par dépôt de fil utilisée pour la matière silicone est rendue possible par les caractéristiques spécifiques du silicone : suffisamment liquide pour ne pas nécessiter d'efforts lors de la mise en œuvre (d'autres élastomères n'ont pas cette fluidité), il est aussi suffisamment pâteux pour que la pièce ne "s'écroule" pas en cours de fabrication.

Imprimer en 3D des pièces en silicone offre la possibilité de produire des pièces de précision, pour garantir une étanchéité parfaite quelle que soit la complexité de la forme et de l'application envisagée.

Le silicone pour quels usages ?

On retrouve souvent le silicone en connectique en raison de la souplesse du matériau, généralement pour assurer l'étanchéité des connecteurs électriques ou électroniques. Par exemple, ce matériau est largement utilisé dans des boîtiers de commande avec boutons poussoirs, ou encore dans des machines pour le secteur médical, avec des soufflets de protection qui entourent le joystick servant à piloter un bras de manipulation.

Grâce à ses propriétés mécaniques, sa tenue en température ainsi que sa composition chimique, le silicone peut facilement être agréé (USP Class VI, CE1935, UL94….), ce qui en fait un matériau idéal pour une utilisation dans des secteurs très exigeants tels que les industries agro-alimentaire et pharmaceutique.

L'impression 3D en silicone représente donc une avancée significative, qui aura des impacts réels sur l’avenir technologique. Elle ouvre de nouvelles possibilités pour la production de pièces complexes destinées à des secteurs industriels exigeants.

Jean-Cyril Marcel

Directeur de la division Sealing & Polymer d'ERIKS France