Kyocera élargit ainsi son portefeuille dans le domaine des céramiques techniques haute performance et crée de nouvelles possibilités pour la fabrication de composants complexes et hautement résistants.
« L'introduction de la fabrication additive est une étape décisive pour notre entreprise », déclare Dr. Carsten Rußner, directeur général de KYOCERA Fineceramics Europe GmbH. « Elle nous ouvre de nouveaux potentiels dans le développement et l'application ainsi que dans le positionnement stratégique sur le marché. »
Impression 3D de pièces en SiSiC
Le carbure de silicium infiltré au silicium (SiSiC) fait partie des matériaux céramiques haute performance et se distingue par une résistance mécanique exceptionnelle, une stabilité thermique, une rigidité ainsi qu'une grande résistance à l'usure. En raison de son expansion thermique à peine mesurable, le SiSiC est particulièrement adapté aux domaines d'application exigeants tels que l'aéronautique, l'industrie des semi-conducteurs ou la fabrication industrielle.
Kyocera prépare à la fois le StarCeram Si utilisé pour le procédé conventionnel et le StarCeram AM-Si développé pour l'impression 3D de manière autonome - les deux matériaux présentent des propriétés matérielles comparables.
Avec l'avancement des technologies de fabrication additive, l'impression 3D s'est révélée être une méthode d'avenir pour la fabrication de pièces complexes en SiSiC. Comparée aux procédés de mise en forme classiques tels que le pressage isostatique, le coulage de barbotine ou le moulage par film, la fabrication additive offre une liberté de conception nettement supérieure et des cycles de développement raccourcis. Par exemple, des pièces optimisées topologiquement peuvent être fabriquées, ce qui peut entraîner une réduction de poids énorme.
L'impression 3D céramique offre donc la solution idéale pour des conceptions exigeantes, où les techniques conventionnelles atteignent leurs limites. Grâce à ce procédé, Kyocera propose à ses clients un large portefeuille de pièces durables, résistantes et précises, allant du développement de prototypes à la production en série. Le processus repose généralement sur une procédure en deux étapes : d'abord, un corps vert est créé à partir de poudre de carbure de silicium et d'un liant polymère dans un procédé de jet de liant. Ensuite, celui-ci est infiltré avec du silicium fondu, qui réagit avec le carbone restant et forme ainsi la structure finale du SiSiC.
« Ce progrès est le résultat d'un travail intensif de recherche et développement », explique Sarah Diener, responsable de l'équipe de fabrication additive. « Nous sommes impatients de créer de la valeur ajoutée pour nos clients grâce à la fabrication de géométries de pièces complexes. »
Les avantages des pièces fabriquées de manière additive en céramique technique
Géométries complexes
La fabrication additive permet la réalisation de géométries hautement complexes qui ne peuvent pas être réalisées avec des procédés conventionnels. Cela inclut notamment des structures courbées, des contre-dépouilles et des structures bioniques. Plus la géométrie est complexe, plus les avantages du procédé se manifestent.
Conseil en design
Pour l'optimisation des géométries de pièces et la mise en œuvre de structures optimisées topologiquement, Kyocera propose un conseil en design complet. Cela permet, en dialogue avec le client, de réduire le poids de la pièce ou d'augmenter la performance des composants. Grâce à une collaboration étroite avec le centre de design de l'entreprise, des solutions sur mesure, parfaitement adaptées à chaque application, sont créées.
« La fabrication additive nous permet de réagir de manière flexible aux exigences dynamiques du marché », souligne Dr. Nikolaos Katsikis, directeur de la recherche et du développement. « En particulier pour les pièces grandes et complexes, nous voyons une grande valeur ajoutée pour nos clients - surtout lorsque nous pouvons les soutenir dans l'optimisation grâce à notre conseil en design. »
Expertise des processus
Avec une longue expérience dans le domaine des céramiques techniques, Kyocera propose, en plus de matériaux homogènes et hautement purs, des technologies de post-traitement et de revêtement exigeantes qui élargissent considérablement le champ d'application des composants imprimés en 3D. En particulier, le site de Selb se distingue comme un important fabricant de pièces en SiSiC et est ainsi spécialisé dans la technologie des fours pour des pièces de grande taille, le post-traitement du matériau, ainsi que l'expérience en assemblage et les technologies de revêtement.
Temps de production courts
Le procédé de fabrication multi-étapes a été spécialement développé pour des pièces de grande taille et complexes. La taille maximale de la pièce est de 325 x 270 x 130 mm avec des épaisseurs de paroi à partir de 3 mm. Grâce à la suppression de l'usinage vert, des temps de programmation longs ainsi que de la fabrication d'outils pour l'usinage, des temps de production particulièrement courts ainsi que la fabrication de grandes quantités sont possibles.
Avec la mise en œuvre réussie de cette technologie, Kyocera souligne son ambition d'innovation et propose des solutions durables. Les nouvelles possibilités renforcent non seulement la compétitivité, mais consolident également le rôle du site de Selb en tant que centre de premier plan pour la technologie de fabrication céramique au sein du groupe Kyocera.
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