CA3078975A1 - Composition pour fabrication additive - Google Patents
Composition pour fabrication additive Download PDFInfo
- Publication number
- CA3078975A1 CA3078975A1 CA3078975A CA3078975A CA3078975A1 CA 3078975 A1 CA3078975 A1 CA 3078975A1 CA 3078975 A CA3078975 A CA 3078975A CA 3078975 A CA3078975 A CA 3078975A CA 3078975 A1 CA3078975 A1 CA 3078975A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- composition
- additive manufacturing
- mass
- polyetheretherketone
- polyetherimide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims abstract description 32
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 16
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 244000126002 Ziziphus vulgaris Species 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 229920004748 ULTEM® 1010 Polymers 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 4
- 229920004695 VICTREX™ PEEK Polymers 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 2
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 description 2
- 229920006260 polyaryletherketone Polymers 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
- B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2650/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
- C08G2650/28—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type
- C08G2650/38—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type containing oxygen in addition to the ether group
- C08G2650/40—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule characterised by the polymer type containing oxygen in addition to the ether group containing ketone groups, e.g. polyarylethylketones, PEEK or PEK
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2365/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2479/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
- C08J2479/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2479/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
L'invention concerne une composition pour fabrication additive caractérisée en ce qu'elle comprend : - un mélange polymérique comprenant une polyétheréthercétone et un polyétherimide, et - des fibres de carbone.
Description
Description Titre de l'invention : Composition pour fabrication additive Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine de la fabrication additive dite également impression 3D, et plus particulièrement aux compositions et aux procédés utiles pour une telle technologie.
Technique antérieure Dans le domaine aéronautique, la problématique de réduire la masse des matériaux constitutifs des aéronefs afin d'en réduire la consommation en carburant amène à
rechercher de nouveaux matériaux. En particulier, il est proposé de remplacer les structures métalliques par des composites à base de polymères, plus légers que les structures métalliques. Toutefois, les polymères doivent présenter des propriétés physico-chimiques et mécaniques compatibles avec les spécifications du domaine aéronautique.
Les polyétheréthercétones (PEEK pour l'acronyme anglais Poly Ether Ether Ketone ) ou les polyétherimides (PEI pour l'acronyme anglais Poly Ether Imide ) figurent parmi les polymères ayant des performances thermomécaniques élevées.
Néanmoins, bien que très supérieures à d'autres polymères, leurs propriétés mécaniques restent insuffisantes pour répondre aux besoins du domaine aéronautique. Pour augmenter la résistance mécanique des polymères, il est souvent proposé de les combiner avec un additif tel que des nanotubes, du graphène, des fibres de carbone ou de verre ou encore de l'alumine.
La fabrication additive est une méthode de fabrication qui permet de simplifier considérablement la fabrication de structures complexes, pour des coûts réduits, et compatibles avec de nombreux matériaux, notamment les polymères. Pour la fabrication additive à partir de polymères, la méthode de dépôt de couches sous forme fondue est souvent retenue.
Néanmoins, il est difficile d'utiliser, dans un procédé de fabrication, des polymères avec les additifs précités qui permettent d'en renforcer les propriétés mécaniques, car ces additifs nuisent à la fluidité du polymère d'une part, et d'autre part, il est Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Technique antérieure Dans le domaine aéronautique, la problématique de réduire la masse des matériaux constitutifs des aéronefs afin d'en réduire la consommation en carburant amène à
rechercher de nouveaux matériaux. En particulier, il est proposé de remplacer les structures métalliques par des composites à base de polymères, plus légers que les structures métalliques. Toutefois, les polymères doivent présenter des propriétés physico-chimiques et mécaniques compatibles avec les spécifications du domaine aéronautique.
Les polyétheréthercétones (PEEK pour l'acronyme anglais Poly Ether Ether Ketone ) ou les polyétherimides (PEI pour l'acronyme anglais Poly Ether Imide ) figurent parmi les polymères ayant des performances thermomécaniques élevées.
Néanmoins, bien que très supérieures à d'autres polymères, leurs propriétés mécaniques restent insuffisantes pour répondre aux besoins du domaine aéronautique. Pour augmenter la résistance mécanique des polymères, il est souvent proposé de les combiner avec un additif tel que des nanotubes, du graphène, des fibres de carbone ou de verre ou encore de l'alumine.
La fabrication additive est une méthode de fabrication qui permet de simplifier considérablement la fabrication de structures complexes, pour des coûts réduits, et compatibles avec de nombreux matériaux, notamment les polymères. Pour la fabrication additive à partir de polymères, la méthode de dépôt de couches sous forme fondue est souvent retenue.
Néanmoins, il est difficile d'utiliser, dans un procédé de fabrication, des polymères avec les additifs précités qui permettent d'en renforcer les propriétés mécaniques, car ces additifs nuisent à la fluidité du polymère d'une part, et d'autre part, il est Date Reçue/Date Received 2020-04-21
2 souvent observé des phénomènes d'encrassement voire d'obstruction des buses d'impression utilisées pour le dépôt au-delà d'une concentration en additif supérieure à 10% en masse.
Il n'est donc actuellement pas possible d'obtenir facilement par fabrication additive une pièce ou un revêtement en un polymère qui présente des propriétés mécaniques très élevées.
Exposé de l'invention L'invention vise précisément à répondre au problème industriel précité.
Dans un premier mode de réalisation, l'invention concerne une composition pour fabrication additive comprenant :
- un mélange polymérique comprenant un polyétheréthercétone et un polyétherimide et, - des fibres de carbone.
Les deux polymères présentent une bonne miscibilité et des propriétés mécaniques complémentaires. Les inventeurs ont ainsi constaté qu'en mélangeant des polyétherimides avec des polyétheréthercétones, il est possible d'obtenir un mélange polymérique dont les propriétés sont particulièrement avantageuses en termes de facilité d'extrusion, de propriétés physico-chimiques et de résistance en température. En particulier, la température de transition vitreuse du mélange polymérique est supérieure à celle de la polyétheréthercétone seule, et la force de mélange nécessaire pour l'extrusion est diminuée comparativement au polyétherimide seul.
De plus, l'introduction de fibres de carbone dans le mélange polymérique pour arriver à une telle composition permet d'obtenir un module d'Young très supérieur à
celui du mélange polymérique tout en conservant une bonne imprimabilité, même à
des forts taux de charge en fibres de carbone.
Les fibres de carbone comme additifs permettant d'augmenter les propriétés mécaniques du mélange polymérique sont aussi choisies en raison de leur masse peu élevée compatible avec l'application recherchée. De plus, les fibres de carbone ne sont pas sujettes aux phénomènes d'intrication, même à de fortes concentrations, contrairement aux nanotubes de carbone. Ainsi, les fibres de carbone restent Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Il n'est donc actuellement pas possible d'obtenir facilement par fabrication additive une pièce ou un revêtement en un polymère qui présente des propriétés mécaniques très élevées.
Exposé de l'invention L'invention vise précisément à répondre au problème industriel précité.
Dans un premier mode de réalisation, l'invention concerne une composition pour fabrication additive comprenant :
- un mélange polymérique comprenant un polyétheréthercétone et un polyétherimide et, - des fibres de carbone.
Les deux polymères présentent une bonne miscibilité et des propriétés mécaniques complémentaires. Les inventeurs ont ainsi constaté qu'en mélangeant des polyétherimides avec des polyétheréthercétones, il est possible d'obtenir un mélange polymérique dont les propriétés sont particulièrement avantageuses en termes de facilité d'extrusion, de propriétés physico-chimiques et de résistance en température. En particulier, la température de transition vitreuse du mélange polymérique est supérieure à celle de la polyétheréthercétone seule, et la force de mélange nécessaire pour l'extrusion est diminuée comparativement au polyétherimide seul.
De plus, l'introduction de fibres de carbone dans le mélange polymérique pour arriver à une telle composition permet d'obtenir un module d'Young très supérieur à
celui du mélange polymérique tout en conservant une bonne imprimabilité, même à
des forts taux de charge en fibres de carbone.
Les fibres de carbone comme additifs permettant d'augmenter les propriétés mécaniques du mélange polymérique sont aussi choisies en raison de leur masse peu élevée compatible avec l'application recherchée. De plus, les fibres de carbone ne sont pas sujettes aux phénomènes d'intrication, même à de fortes concentrations, contrairement aux nanotubes de carbone. Ainsi, les fibres de carbone restent Date Reçue/Date Received 2020-04-21
3 dispersées dans le mélange polymérique ce qui permet d'obtenir des propriétés mécaniques homogènes dans l'ensemble de la pièce obtenue par fabrication additive à partir d'une composition de l'invention.
De préférence, le mélange polymérique comprend au moins 50 % en masse de polyétheréthercétone par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
De préférence, le mélange polymérique comprend au plus 50 % en masse de polyétherimide par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
Dans un mode de réalisation, le mélange polymérique comprend entre 50 % et 90 %
en masse de polyétheréthercétone et entre 10 % et 50 % en masse de polyétherimide par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
Comme illustré dans les exemples ci-après, dans les proportions ci-dessus, les compositions obtenues présentent une faible viscosité qui permet une bonne répartition des fibres de carbone dans le mélange polymérique.
De plus, les interactions surfaciques entre le polyétherimide et les fibres de carbone favorisent une répartition homogène des fibres dans le mélange polymérique.
De préférence, le mélange polymérique ne comprend pas d'autre polymère que la polyétheréthercétone et le polyétherimide.
De manière alternative, le mélange polymérique peut comprendre un ou plusieurs autres polymères tels que le polyéthercétonecétone (PEKK), le polyaryléthercétone (PAEK) ou encore le polyphénylsulfone (PPSU).
De préférence, la polyétheréthercétone est choisie parmi les polyétheréthercétones ayant une viscosité à l'état fondu inférieure à 90 Pa.s.
De préférence, le polyétherimide est choisi parmi les polyétherimides ayant une viscosité dynamique inférieure à 500 Pa.s à 385 C et pour un taux de déformation en cisaillement de 100 s-1.
Les inventeurs ont constaté que le choix d'une polyétheréthercétone et d'un polyétherimide de faible viscosité permet un mélange polymérique dont l'homogénéisation peut être faite aisément. De plus, cette faible viscosité
des polymères permet à la composition de rester compatible avec des procédés de fabrication additive même à de fortes concentrations en fibres de carbone.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
De préférence, le mélange polymérique comprend au moins 50 % en masse de polyétheréthercétone par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
De préférence, le mélange polymérique comprend au plus 50 % en masse de polyétherimide par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
Dans un mode de réalisation, le mélange polymérique comprend entre 50 % et 90 %
en masse de polyétheréthercétone et entre 10 % et 50 % en masse de polyétherimide par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
Comme illustré dans les exemples ci-après, dans les proportions ci-dessus, les compositions obtenues présentent une faible viscosité qui permet une bonne répartition des fibres de carbone dans le mélange polymérique.
De plus, les interactions surfaciques entre le polyétherimide et les fibres de carbone favorisent une répartition homogène des fibres dans le mélange polymérique.
De préférence, le mélange polymérique ne comprend pas d'autre polymère que la polyétheréthercétone et le polyétherimide.
De manière alternative, le mélange polymérique peut comprendre un ou plusieurs autres polymères tels que le polyéthercétonecétone (PEKK), le polyaryléthercétone (PAEK) ou encore le polyphénylsulfone (PPSU).
De préférence, la polyétheréthercétone est choisie parmi les polyétheréthercétones ayant une viscosité à l'état fondu inférieure à 90 Pa.s.
De préférence, le polyétherimide est choisi parmi les polyétherimides ayant une viscosité dynamique inférieure à 500 Pa.s à 385 C et pour un taux de déformation en cisaillement de 100 s-1.
Les inventeurs ont constaté que le choix d'une polyétheréthercétone et d'un polyétherimide de faible viscosité permet un mélange polymérique dont l'homogénéisation peut être faite aisément. De plus, cette faible viscosité
des polymères permet à la composition de rester compatible avec des procédés de fabrication additive même à de fortes concentrations en fibres de carbone.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
4 De préférence, la composition comprend une concentration supérieure, de préférence strictement supérieure, à 30 % en masse de fibres de carbone par rapport à la masse totale du mélange polymérique. Mieux la composition comprend une concentration massique des fibres comprise entre strictement plus de 30 %
et 50 % en masse par rapport à la masse totale du mélange polymérique. Ainsi qu'il ressort des exemples ci-après, une telle concentration en fibres de carbone permet d'augmenter les propriétés mécaniques de la composition tout en conservant une viscosité compatible avec des procédés de fabrication additive.
De préférence, les fibres de carbone ont une longueur variant de 25 pm à 25 mm Un tel choix de longueur des fibres permet d'une part une bonne imprimabilité
de la composition, en évitant notamment les phénomènes d'obstruction des têtes d'impression et assure d'autre part une bonne rigidité au produit obtenu par fabrication additive.
Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par un procédé de fabrication additive comprenant au moins une étape de dépôt d'une composition telle que décrite ci-dessus sous forme fondue.
Par exemple, le dépôt de la composition peut avoir lieu sous forme d'un dépôt successif de filaments de composition sous forme fondue.
De préférence, le procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par un procédé de fabrication additive comprend en outre, et préalablement à l'étape de dépôt de la composition, une étape d'extrusion de la composition.
Cette étape d'extrusion permet d'obtenir une dispersion homogène des fibres de carbone dans le mélange polymérique, et ainsi de garantir l'homogénéité des pièces ou revêtements obtenus.
De préférence, l'extrusion est réalisée entre 360 C et 420 C. Ce choix permet d'assurer une bonne fluidité du mélange polymérique pendant l'étape d'extrusion et assure un mélange homogène des fibres de carbone dans le mélange polymérique.
Le procédé de fabrication additive décrit ci-dessus permet indifféremment d'obtenir une pièce ou un revêtement à la surface d'un substrat grâce à la composition de l'invention.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
et 50 % en masse par rapport à la masse totale du mélange polymérique. Ainsi qu'il ressort des exemples ci-après, une telle concentration en fibres de carbone permet d'augmenter les propriétés mécaniques de la composition tout en conservant une viscosité compatible avec des procédés de fabrication additive.
De préférence, les fibres de carbone ont une longueur variant de 25 pm à 25 mm Un tel choix de longueur des fibres permet d'une part une bonne imprimabilité
de la composition, en évitant notamment les phénomènes d'obstruction des têtes d'impression et assure d'autre part une bonne rigidité au produit obtenu par fabrication additive.
Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par un procédé de fabrication additive comprenant au moins une étape de dépôt d'une composition telle que décrite ci-dessus sous forme fondue.
Par exemple, le dépôt de la composition peut avoir lieu sous forme d'un dépôt successif de filaments de composition sous forme fondue.
De préférence, le procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par un procédé de fabrication additive comprend en outre, et préalablement à l'étape de dépôt de la composition, une étape d'extrusion de la composition.
Cette étape d'extrusion permet d'obtenir une dispersion homogène des fibres de carbone dans le mélange polymérique, et ainsi de garantir l'homogénéité des pièces ou revêtements obtenus.
De préférence, l'extrusion est réalisée entre 360 C et 420 C. Ce choix permet d'assurer une bonne fluidité du mélange polymérique pendant l'étape d'extrusion et assure un mélange homogène des fibres de carbone dans le mélange polymérique.
Le procédé de fabrication additive décrit ci-dessus permet indifféremment d'obtenir une pièce ou un revêtement à la surface d'un substrat grâce à la composition de l'invention.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
5 L'invention n'est pas limitée ni par la forme ou la dimension des pièces à
obtenir, ni par la nature des substrats qui peuvent être revêtus.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par fabrication additive comprenant au moins une étape de dépôt d'une composition telle que définie ci-dessus.
De préférence, dans un mode de réalisation, un tel procédé peut comprendre, préalablement à l'étape de dépôt, une étape d'extrusion d'une composition telle que décrite ci-dessus.
Par exemple une telle extrusion peut être réalisée à une température comprise entre 360 C et 420 C
Selon des aspects de l'invention concerne également l'impression de pièces aéronautiques à l'aide d'une composition telle que décrite ci-avant. En particulier de telles pièces aéronautiques peuvent être : des composites de hautes propriétés mécaniques, des structures imprimées sur substrat courbé en composite, des panneaux acoustiques des brackets en composites, des moules pour la mise en forme de composites par moulage par transfert de résine.
Brève description des dessins [Fig. 1] La figure 1 représente schématiquement une étape d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] La figure 2 représente schématiquement une étape d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 3] La figure 3 est une photographie obtenue par microscopie électronique à
balayage d'une composition selon un mode de réalisation après extrusion.
[Fig. 4] La figure 4 est une photographie obtenue par microscopie électronique à
balayage d'un filament obtenu par fabrication additive à partir d'une composition selon l'invention.
[Fig. 5] La figure 5 est un résultat d'analyse de thermogravimétrie relative à
l'exemple 4.
[Fig. 4] La figure 6 est un résultat d'analyse de thermogravimétrie relative à
l'exemple 4.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
obtenir, ni par la nature des substrats qui peuvent être revêtus.
Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par fabrication additive comprenant au moins une étape de dépôt d'une composition telle que définie ci-dessus.
De préférence, dans un mode de réalisation, un tel procédé peut comprendre, préalablement à l'étape de dépôt, une étape d'extrusion d'une composition telle que décrite ci-dessus.
Par exemple une telle extrusion peut être réalisée à une température comprise entre 360 C et 420 C
Selon des aspects de l'invention concerne également l'impression de pièces aéronautiques à l'aide d'une composition telle que décrite ci-avant. En particulier de telles pièces aéronautiques peuvent être : des composites de hautes propriétés mécaniques, des structures imprimées sur substrat courbé en composite, des panneaux acoustiques des brackets en composites, des moules pour la mise en forme de composites par moulage par transfert de résine.
Brève description des dessins [Fig. 1] La figure 1 représente schématiquement une étape d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] La figure 2 représente schématiquement une étape d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 3] La figure 3 est une photographie obtenue par microscopie électronique à
balayage d'une composition selon un mode de réalisation après extrusion.
[Fig. 4] La figure 4 est une photographie obtenue par microscopie électronique à
balayage d'un filament obtenu par fabrication additive à partir d'une composition selon l'invention.
[Fig. 5] La figure 5 est un résultat d'analyse de thermogravimétrie relative à
l'exemple 4.
[Fig. 4] La figure 6 est un résultat d'analyse de thermogravimétrie relative à
l'exemple 4.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
6 Description des modes de réalisation L'invention va à présent être décrite au moyen des figures qui ne sont présentes qu'a titre illustratif et ne doivent pas être interprétées comme limitant l'invention.
Comme décrit ci-dessus la présente invention concerne une composition pour fabrication additive comportant un mélange polymérique, comprenant une polyétheréthercétone et un polyétherimide, et des fibres de carbone.
Comme précisé ci-dessus, les polyétheréthercétones sont de préférence choisis parmi celles ayant une viscosité inférieure à 90 Pa.s à l'état fondu, par exemple à
400 C. A ce titre, la polyétheréthercétone disponible sous la dénomination commerciale Victrex 90G, convient à l'invention.
De même, les polyétherimides sont de préférence choisis parmi ceux ayant une viscosité inférieure à 500 Pa.s à 385 C avec un taux de déformation en cisaillement de 100 s-1. A ce titre, la polyétherimide disponible sous la dénomination commerciale Ultem 1010, convient à l'invention.
La composition comprend en outre des fibres de carbone. Par exemple, les fibres de carbone disponibles sous la dénomination commerciale CF-Zoltek PX35-85, qui ont une longueur moyenne de 6 mm, conviennent à l'invention.
De préférence, le procédé de fabrication additive dans lequel est utilisé une composition telle que décrite ci-dessus est une méthode de dépôt d'une composition sous forme fondue, aussi appelée FDM pour l'acronyme anglais Fused Deposition Modeling .
La figure 1 décrit une première étape d'un procédé de l'invention.
Dans une première étape d'un tel procédé, une composition telle que décrite ci-dessus, peut être introduite dans une extrudeuse 1.
Dans le mode de réalisation illustré, l'extrudeuse 1 peut être du type double vis.
Par exemple, l'extrusion peut être réalisée entre 360 C et 420 C.
La rotation des vis peut être comprise entre 50 tours par minute et 120 tours par minute, et le temps de mélange peut être compris entre 5 min et 30 min.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Comme décrit ci-dessus la présente invention concerne une composition pour fabrication additive comportant un mélange polymérique, comprenant une polyétheréthercétone et un polyétherimide, et des fibres de carbone.
Comme précisé ci-dessus, les polyétheréthercétones sont de préférence choisis parmi celles ayant une viscosité inférieure à 90 Pa.s à l'état fondu, par exemple à
400 C. A ce titre, la polyétheréthercétone disponible sous la dénomination commerciale Victrex 90G, convient à l'invention.
De même, les polyétherimides sont de préférence choisis parmi ceux ayant une viscosité inférieure à 500 Pa.s à 385 C avec un taux de déformation en cisaillement de 100 s-1. A ce titre, la polyétherimide disponible sous la dénomination commerciale Ultem 1010, convient à l'invention.
La composition comprend en outre des fibres de carbone. Par exemple, les fibres de carbone disponibles sous la dénomination commerciale CF-Zoltek PX35-85, qui ont une longueur moyenne de 6 mm, conviennent à l'invention.
De préférence, le procédé de fabrication additive dans lequel est utilisé une composition telle que décrite ci-dessus est une méthode de dépôt d'une composition sous forme fondue, aussi appelée FDM pour l'acronyme anglais Fused Deposition Modeling .
La figure 1 décrit une première étape d'un procédé de l'invention.
Dans une première étape d'un tel procédé, une composition telle que décrite ci-dessus, peut être introduite dans une extrudeuse 1.
Dans le mode de réalisation illustré, l'extrudeuse 1 peut être du type double vis.
Par exemple, l'extrusion peut être réalisée entre 360 C et 420 C.
La rotation des vis peut être comprise entre 50 tours par minute et 120 tours par minute, et le temps de mélange peut être compris entre 5 min et 30 min.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
7 L'extrusion permet un excellent mixage des différents composants de la composition et ainsi une meilleure homogénéisation des fibres de carbone dans le mélange polymérique.
A l'issue de l'extrusion, la composition 2 obtenue peut se présenter sous forme d'un .. fil de diamètre compris entre 1,50 mm et 1,95 mm.
La figure 2 représente une imprimante 3D pouvant permettre la fabrication d'un objet par fabrication additive à partir d'une composition telle que décrite ci-dessus.
Par exemple, le corps de l'imprimante 4 peut être approvisionné par la composition sous forme d'un fil 3. Un tel fil est de préférence directement obtenu par extrusion de la composition 2, comme décrit relativement à la figure 1.
Le corps de l'imprimante 4 est connecté à une tête d'impression 5 qui permet le dépôt de la composition à l'état fondu.
Par exemple, la tête d'impression 5 peut avoir une température comprise entre la température ambiante et 450 C.
Au cours du procédé de fabrication additive selon l'invention, le corps de l'imprimante 4 peut être chauffé à des températures comprises entre la température ambiante et 200 C.
Une température plus élevée que la température ambiante dans le corps de l'imprimante permet en particulier de réduire la délamination et d'augmenter l'adhésion de surface entre les filaments de composition une fois ceux-ci déposés sous forme fondue.
Exemples Exemple 1 : Quantités de fibres de carbone introduites Dans une extrudeuse à deux vis sont introduites une quantité donnée de polyétheréthercétone de dénomination commerciale Victrex 90G, et des fibres de carbone de dénomination commerciale CF-Zoltek PX35-85 en des quantités différentes, de sorte que plusieurs échantillons avec des concentrations en fibres de carbone différentes sont réalisés.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
A l'issue de l'extrusion, la composition 2 obtenue peut se présenter sous forme d'un .. fil de diamètre compris entre 1,50 mm et 1,95 mm.
La figure 2 représente une imprimante 3D pouvant permettre la fabrication d'un objet par fabrication additive à partir d'une composition telle que décrite ci-dessus.
Par exemple, le corps de l'imprimante 4 peut être approvisionné par la composition sous forme d'un fil 3. Un tel fil est de préférence directement obtenu par extrusion de la composition 2, comme décrit relativement à la figure 1.
Le corps de l'imprimante 4 est connecté à une tête d'impression 5 qui permet le dépôt de la composition à l'état fondu.
Par exemple, la tête d'impression 5 peut avoir une température comprise entre la température ambiante et 450 C.
Au cours du procédé de fabrication additive selon l'invention, le corps de l'imprimante 4 peut être chauffé à des températures comprises entre la température ambiante et 200 C.
Une température plus élevée que la température ambiante dans le corps de l'imprimante permet en particulier de réduire la délamination et d'augmenter l'adhésion de surface entre les filaments de composition une fois ceux-ci déposés sous forme fondue.
Exemples Exemple 1 : Quantités de fibres de carbone introduites Dans une extrudeuse à deux vis sont introduites une quantité donnée de polyétheréthercétone de dénomination commerciale Victrex 90G, et des fibres de carbone de dénomination commerciale CF-Zoltek PX35-85 en des quantités différentes, de sorte que plusieurs échantillons avec des concentrations en fibres de carbone différentes sont réalisés.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
8 L'extrusion est réalisée à une température comprise entre 380 C et 420 C avec une vitesse de rotation des vis de 100 tours par minute et un temps de mixage de minutes.
Le fil de polyétheréthercétone obtenu à l'issue de l'extrusion est introduit dans une 5 imprimante 3D de référence commerciale AonM2. La température d'impression est de 410 C. Un filament de 15 cm et d'un diamètre de 0,6 mm est imprimé et soumis à
un test de traction réalisé sur une machine MTS insight et analysé par une méthode de corrélation d'images (DIC pour l'acronyme anglais Digital image correlation ).
Le tableau 1 regroupe les résultats de la détermination du module d'Young obtenu 10 pour les différents échantillons réalisés.
[Tableau 1]
Concentration massique Echantillon Module d'Young (GPa) de fibres de carbone (%) 1 0 2,91 2 30 13,04 3 40 17,88 4 50 13,86 Le tableau 1 montre tout d'abord que, lorsque des fibres de carbone sont présentes, les propriétés mécaniques sont grandement augmentées comparativement au polymère seul.
Les résultats montrent également que des conditions optimales sont obtenues pour une concentration en fibres de carbone d'environ 40 A.
Enfin, il est observé qu'une concentration massique de 50 % en fibres de carbone ne nuit pas à l'imprimabilité de la composition.
Exemple 2 : Ratio polyétheréthercétone / polyétherimide Des filaments de 15 cm et d'un diamètre de 0,6 mm ont été synthétisés par fabrication additive avec différentes compositions, dans des conditions similaires à
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Le fil de polyétheréthercétone obtenu à l'issue de l'extrusion est introduit dans une 5 imprimante 3D de référence commerciale AonM2. La température d'impression est de 410 C. Un filament de 15 cm et d'un diamètre de 0,6 mm est imprimé et soumis à
un test de traction réalisé sur une machine MTS insight et analysé par une méthode de corrélation d'images (DIC pour l'acronyme anglais Digital image correlation ).
Le tableau 1 regroupe les résultats de la détermination du module d'Young obtenu 10 pour les différents échantillons réalisés.
[Tableau 1]
Concentration massique Echantillon Module d'Young (GPa) de fibres de carbone (%) 1 0 2,91 2 30 13,04 3 40 17,88 4 50 13,86 Le tableau 1 montre tout d'abord que, lorsque des fibres de carbone sont présentes, les propriétés mécaniques sont grandement augmentées comparativement au polymère seul.
Les résultats montrent également que des conditions optimales sont obtenues pour une concentration en fibres de carbone d'environ 40 A.
Enfin, il est observé qu'une concentration massique de 50 % en fibres de carbone ne nuit pas à l'imprimabilité de la composition.
Exemple 2 : Ratio polyétheréthercétone / polyétherimide Des filaments de 15 cm et d'un diamètre de 0,6 mm ont été synthétisés par fabrication additive avec différentes compositions, dans des conditions similaires à
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
9 l'exemple 1. Les modules d'Young des filaments obtenus ont été déterminés dans par un test identique à celui de l'exemple 1.
La polyétheréthercétone est le produit de dénomination commerciale Victrex 90G
tandis que le polyétherimide est le produit Ultem 1010.
Les résultats des caractérisations sont présentés dans le tableau 2.
[Tableau 2]
Polyétheréthercétone Polyétherimide Concentration Module d'Young (% du mélange (% du mélange massique de fibres (GPa) polymérique) polymérique) de carbone (%) 100 0 0 2,91 30 13,04 90 10 2,9 30 11,88 80 20 0 3,39 30 14,05 70 30 0 2,70 30 11,41 60 40 0 2,82 30 13,99 50 50 0 3,03 30 10,56 40 60 0 3,04 30 10,87 0 100 0 3,59 30 10,07 Comme en exemple 1, l'ajout de fibres de carbone permet toujours l'augmentation du module d'Young du matériau obtenu par fabrication additive.
Les meilleures performances mécaniques sont obtenues pour un mélange polymérique comprenant une concentration en polyétheréthercétone comprise entre 60 % et 90 % et une concentration en polyétherimide comprise entre 40 % et 10 %.
Ici encore, il n'est observé aucune difficulté d'impression des différentes compositions, même pour des concentrations massiques en fibres de carbone de 30%.
Exemple 3 : Caractérisation par microscopie électronique à balayage Date Reçue/Date Received 2020-04-21
La polyétheréthercétone est le produit de dénomination commerciale Victrex 90G
tandis que le polyétherimide est le produit Ultem 1010.
Les résultats des caractérisations sont présentés dans le tableau 2.
[Tableau 2]
Polyétheréthercétone Polyétherimide Concentration Module d'Young (% du mélange (% du mélange massique de fibres (GPa) polymérique) polymérique) de carbone (%) 100 0 0 2,91 30 13,04 90 10 2,9 30 11,88 80 20 0 3,39 30 14,05 70 30 0 2,70 30 11,41 60 40 0 2,82 30 13,99 50 50 0 3,03 30 10,56 40 60 0 3,04 30 10,87 0 100 0 3,59 30 10,07 Comme en exemple 1, l'ajout de fibres de carbone permet toujours l'augmentation du module d'Young du matériau obtenu par fabrication additive.
Les meilleures performances mécaniques sont obtenues pour un mélange polymérique comprenant une concentration en polyétheréthercétone comprise entre 60 % et 90 % et une concentration en polyétherimide comprise entre 40 % et 10 %.
Ici encore, il n'est observé aucune difficulté d'impression des différentes compositions, même pour des concentrations massiques en fibres de carbone de 30%.
Exemple 3 : Caractérisation par microscopie électronique à balayage Date Reçue/Date Received 2020-04-21
10 Les figures 3 et 4 représentent des photographies obtenues par microscopie électronique à balayage.
Les échantillons ont tous une concentration massique de fibres de carbone de 30 %
en masse par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
La figure 3 est obtenue pour un mélange polymérique contenant 90 % de polyétheréthercétone et 10 % de polyétherimide obtenu après extrusion.
La figure 4 est obtenue pour un mélange polymérique contenant 70 % de polyétheréthercétone et 30 % de polyétherimide obtenu après extrusion après impression 3D, dans des conditions identiques à celles de l'exemple 1.
io Les figures 3 et 4 montrent la bonne homogénéité de la répartition des fibres de carbone dans le mélange polymérique à tous les stades de la préparation, ainsi qu'un bon mouillage du mélange polymérique sur les fibres de carbone.
Exemple 4 : Caractérisation de la température de dégradation des compositions Différents polymères et mélanges polymériques, chargés en fibres de carbone ou non ont été soumis à une analyse thermogravimétrique.
La figure 5 montre les résultats d'une telle analyse thermogravimétrique pour une polyétheréthercétone seule (Victrex90G) 51, un polyétherimide seul (Ultem 1010) 52 et un mélange polyétheréthercétone/polyétherimide dans un ratio massique 70/30 53.
La figure 6 montre les résultats d'une analyse similaire à celle de la figure 5 mais pour une polyétheréthercétone seule (Victrex381G) 61, un polyétherimide seul (Ultem 1010) 62 et un mélange polyétheréthercétone/polyétherimide dans un ratio massique 70/30 tous les trois chargés avec 30 % en masse de fibres de carbone (fibres de carbone CF-Zoltek PX35-85).
Ces deux analyses montrent d'une part que la température de décomposition du mélange polymérique est supérieure à 500 C et est comprise entre celle du polyétherimide et celle de la polyétheréthercétone. Cette température est compatible avec une application pour la fabrication additive, notamment puisqu'elle est supérieure aux températures atteintes dans les têtes d'impression.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Les échantillons ont tous une concentration massique de fibres de carbone de 30 %
en masse par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
La figure 3 est obtenue pour un mélange polymérique contenant 90 % de polyétheréthercétone et 10 % de polyétherimide obtenu après extrusion.
La figure 4 est obtenue pour un mélange polymérique contenant 70 % de polyétheréthercétone et 30 % de polyétherimide obtenu après extrusion après impression 3D, dans des conditions identiques à celles de l'exemple 1.
io Les figures 3 et 4 montrent la bonne homogénéité de la répartition des fibres de carbone dans le mélange polymérique à tous les stades de la préparation, ainsi qu'un bon mouillage du mélange polymérique sur les fibres de carbone.
Exemple 4 : Caractérisation de la température de dégradation des compositions Différents polymères et mélanges polymériques, chargés en fibres de carbone ou non ont été soumis à une analyse thermogravimétrique.
La figure 5 montre les résultats d'une telle analyse thermogravimétrique pour une polyétheréthercétone seule (Victrex90G) 51, un polyétherimide seul (Ultem 1010) 52 et un mélange polyétheréthercétone/polyétherimide dans un ratio massique 70/30 53.
La figure 6 montre les résultats d'une analyse similaire à celle de la figure 5 mais pour une polyétheréthercétone seule (Victrex381G) 61, un polyétherimide seul (Ultem 1010) 62 et un mélange polyétheréthercétone/polyétherimide dans un ratio massique 70/30 tous les trois chargés avec 30 % en masse de fibres de carbone (fibres de carbone CF-Zoltek PX35-85).
Ces deux analyses montrent d'une part que la température de décomposition du mélange polymérique est supérieure à 500 C et est comprise entre celle du polyétherimide et celle de la polyétheréthercétone. Cette température est compatible avec une application pour la fabrication additive, notamment puisqu'elle est supérieure aux températures atteintes dans les têtes d'impression.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
11 D'autre part, la température de décomposition est peu modifiée par l'introduction dans le mélange polymérique des fibres de carbone, ce qui permet de conclure que le mélange polymérique peut être utilisé pour de la fabrication additive, notamment aux températures atteintes dans les têtes d'impression.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Claims
Revendications [Revendication 1]
Composition pour fabrication additive caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un mélange polymérique comprenant une polyétheréthercétone et un polyétherimide, et - des fibres de carbone.
[Revendication 2] Composition pour fabrication additive selon la revendication 1 dans laquelle le mélange polymérique comprend entre 50 %
et 90 % en masse de polyétheréthercétone et entre 10 % et 50 % en masse de polyétherimide par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
[Revendication 3]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle le mélange polymérique ne comprend que du polyétheréthercétone et du polyétherimide.
[Revendication 4] Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le polyétheréthercétone a une viscosité inférieure à 90 Pa.s à l'état fondu.
[Revendication 5]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le polyétherimide a une viscosité inférieure à environ 500 Pa.s à 385 C et à un taux de déformation en cisaillement de 100 s-1.
[Revendication 6]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la concentration massique des fibres de carbone est comprise entre strictement plus de 30 % en masse et 50 % en masse par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
[Revendication 7]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle les fibres de carbone ont une longueur variant de 25 microns à 25 mm.
[Revendication 8]
Procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par fabrication additive comprenant au moins une étape de dépôt d'une composition telle que définie par l'une quelconque des revendications 1 à 6 sous forme fondue.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21 [Revendication 9]
Procédé de fabrication selon la revendication 8 comprenant, préalablement à l'étape de dépôt, une étape d'extrusion d'une composition telle que définie par l'une quelconque des revendications 1 à 6.
[Revendication 10]
Procédé de fabrication selon la revendication 9 dans lequel l'extrusion est réalisée à une température comprise entre 360 C et 420 C.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Composition pour fabrication additive caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un mélange polymérique comprenant une polyétheréthercétone et un polyétherimide, et - des fibres de carbone.
[Revendication 2] Composition pour fabrication additive selon la revendication 1 dans laquelle le mélange polymérique comprend entre 50 %
et 90 % en masse de polyétheréthercétone et entre 10 % et 50 % en masse de polyétherimide par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
[Revendication 3]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle le mélange polymérique ne comprend que du polyétheréthercétone et du polyétherimide.
[Revendication 4] Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le polyétheréthercétone a une viscosité inférieure à 90 Pa.s à l'état fondu.
[Revendication 5]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le polyétherimide a une viscosité inférieure à environ 500 Pa.s à 385 C et à un taux de déformation en cisaillement de 100 s-1.
[Revendication 6]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la concentration massique des fibres de carbone est comprise entre strictement plus de 30 % en masse et 50 % en masse par rapport à la masse totale du mélange polymérique.
[Revendication 7]
Composition pour fabrication additive selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle les fibres de carbone ont une longueur variant de 25 microns à 25 mm.
[Revendication 8]
Procédé de fabrication d'une pièce ou d'un revêtement par fabrication additive comprenant au moins une étape de dépôt d'une composition telle que définie par l'une quelconque des revendications 1 à 6 sous forme fondue.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21 [Revendication 9]
Procédé de fabrication selon la revendication 8 comprenant, préalablement à l'étape de dépôt, une étape d'extrusion d'une composition telle que définie par l'une quelconque des revendications 1 à 6.
[Revendication 10]
Procédé de fabrication selon la revendication 9 dans lequel l'extrusion est réalisée à une température comprise entre 360 C et 420 C.
Date Reçue/Date Received 2020-04-21
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA3078975A CA3078975A1 (fr) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Composition pour fabrication additive |
| PCT/FR2021/050649 WO2021214400A1 (fr) | 2020-04-21 | 2021-04-13 | Composition pour fabrication additive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA3078975A CA3078975A1 (fr) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Composition pour fabrication additive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA3078975A1 true CA3078975A1 (fr) | 2021-10-21 |
Family
ID=76076359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA3078975A Pending CA3078975A1 (fr) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Composition pour fabrication additive |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA3078975A1 (fr) |
| WO (1) | WO2021214400A1 (fr) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114953437B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-01-16 | 大连海事大学 | 一种peek和pei双材料结合的3d打印方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9243118B2 (en) * | 2012-06-07 | 2016-01-26 | Sabic Global Technologies B.V. | High modulus high strength high flow OSU compliant polyetherimide-carbon fiber composites for metal replacement |
| US9527242B2 (en) * | 2012-11-21 | 2016-12-27 | Stratasys, Inc. | Method for printing three-dimensional parts wtih crystallization kinetics control |
| US10023739B2 (en) * | 2012-11-21 | 2018-07-17 | Stratasys, Inc. | Semi-crystalline build materials |
| JP2016534172A (ja) * | 2013-10-24 | 2016-11-04 | ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー， エルエルシー | 耐摩擦性および耐摩耗性物品 |
| CN109476837B (zh) * | 2016-04-29 | 2021-12-21 | 索尔维特殊聚合物美国有限责任公司 | 高流动性聚醚酰亚胺组合物 |
| WO2019053238A1 (fr) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc | Procédé de fabrication additive pour fabriquer un objet tridimensionnel à l'aide d'un frittage laser sélectif |
| CN109762336A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-17 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种3d打印用复合线材及其制备方法 |
| KR20220099977A (ko) * | 2019-11-08 | 2022-07-14 | 솔베이 스페셜티 폴리머즈 유에스에이, 엘.엘.씨. | 폴리아릴에테르 케톤 공중합체의 블렌드 |
-
2020
- 2020-04-21 CA CA3078975A patent/CA3078975A1/fr active Pending
-
2021
- 2021-04-13 WO PCT/FR2021/050649 patent/WO2021214400A1/fr active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021214400A1 (fr) | 2021-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1885790B1 (fr) | Procede de dispersion de nanotubes de carbone dans une matrice polymerique | |
| FR2880353A1 (fr) | Utilisation de nanotubes de carbone pour la fabrication d'une composition organique conductrice et applications d'une telle composition | |
| WO2021214400A1 (fr) | Composition pour fabrication additive | |
| WO2019150060A1 (fr) | Mélanges de polyarylethercetones presentant une resistance au choc, un allongement a la rupture et une souplesse ameliores | |
| FR2963624A1 (fr) | Procede de preparation d'une composition thermoplastique renforcee et reactive, cette composition et son utilisation | |
| EP2697011B1 (fr) | Procede de fabrication de composants en ceramique ou metal par pim, base sur l'utilisation de fibres ou nanofibres inorganiques | |
| FR3015506A1 (fr) | Composition de poudres de poly-arylene-ether-cetone-cetones autorisant un excellent compromis coulabilite et coalescence adaptees au frittage laser | |
| FR2850649A1 (fr) | Procede pour le traitement de surface d'une piece en materiau composite thermostructural et application au brasage de pieces en materiau composite thermostructural | |
| BE1024615A1 (fr) | Compositions de polymeres thermiquement conducteurs contenant du noire de carbone | |
| EP3237545B1 (fr) | Melange de polyamides a fluidite amelioree | |
| FR2462987A1 (fr) | Procede de preparation d'un materiau en feuille thermoplastique continu, extrude et charge et plus particulierement d'un polyalcoylene terephtalate, materiau en feuille obtenu, dispositif et plaque perforee a utiliser pour son extrusion | |
| BE1004773A0 (fr) | Composition d'une grande rigidite a base de resine de polyacetal. | |
| WO1991008256A1 (fr) | Materiau pour la preparation de materiaux composites frittes | |
| EP3978246A1 (fr) | Utilisation d'une composition comprenant un taux élevé de matériau(x) inorganique(s) et un élastomère thermoplastique dans un procédé de fabrication additive | |
| WO2007116014A2 (fr) | Emulsion aqueuse comprenant une polyoléfine fonctionnalisée et des nanotubes de carbone | |
| EP2649107B1 (fr) | Mélange de polymères à contrainte seuil et son utilisation pour la fabrication de composites métal-polymère | |
| EP2788288B1 (fr) | Procédé de synthèse amélioré de nanotubes de carbone sur multi-supports | |
| WO2023126605A1 (fr) | Composition pour la fabrication directe d'un matériau composite à matrice céramique | |
| FR3131299A1 (fr) | Composition pour la fabrication directe d’un matériau composite à matrice céramique à renfort continu | |
| WO2012140342A1 (fr) | Procede de fabrication de composants par pim, base sur l'utilisation de fibres ou fils organiques, avantageusement couplee a l'utilisation de co2 supercritique | |
| FR2856397A1 (fr) | Procede de preparation de couches d'oxydes d'elements metalliques | |
| EP1391444B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un materiau réfractaire, revêtement protecteur susceptible d'être obtenu par ce procédé et leurs utilisations | |
| EP4041516A1 (fr) | Poudre de poly-aryl-éther-cétone(s) chargée, procédé de fabrication et utilisation correspondants | |
| EP3999264A1 (fr) | Procédé de fabrication d'une pièce comprenant de l'aluminium | |
| EP4058276A1 (fr) | Piece a resistance a l'usure par frottement amelioree |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request |
Effective date: 20240322 |