Test sur des pièces cubique en Zircone

Opération effectué par F. ZOUHIR, le 04/06/2024

 

Une fois le four opérationnel, on a procédé au déliantage et au frittage des pièces préalablement imprimées avec le filament en céramique de la marque Zetamix par Nanoe.

Pour nos premiers essais du four, on dispose de quatre pièces cubiques (marqués au face X-Y-Z) imprimées en 3D avec du filament Zetamix Zircone blanc. Parmi ces pièces, deux ont été réalisées avec l'imprimante à filament Raise 3D disponible dans notre espace prototypage. Les deux autres sont des échantillons fournis par le fabricant de filament en Zircone Nanoe. 

 

Pièce cubique 1	Pièce cubique 2

Pièces cubiques en Zircone imprimées au Fablab avec l'imprimante filament Raise 3D

Pièces cubiques 3 (droite) et 4 (gauche) en Zircone imprimées par le fabricant de filament Zetamix Nanoe

Une fois la pièce imprimée, on obtient une « green part », qui est un mélange de poudre céramique (ici, de l'oxyde de zirconium) et de liant. À ce stade, la pièce en céramique doit subir un traitement post-impression. La première étape de ce traitement est le déliantage chimique, dont l'objectif est d'éliminer le liant tout en préservant la forme de la pièce. Le déliantage des pièces se compose de deux étapes : le déliantage chimique et thermique.

Déliantage chimique

Le déliantage chimique concerne uniquement les filaments Zetamix céramique de type ZirconeZircone. et Alumine.

Cette étape est primordiale, car elle crée des porosités dans la pièce. Ces porosités sont essentielles pour assurer le succès du déliantage thermique et du frittage.

Pour réaliser ce déliantage chimique, nous avons utilisé le matériel suivant :

• Bain à ultrasons (option chauffage)

• Acétone

Mode opératoire :

Les pièces sont immergées dans un bain à ultrasons (on utilise uniquement l'option chauffage et non les ultrasons) contenant de l'acétone et chauffé à 40°C. Le chauffage permet de d’accélèrelérer le processus de déliantage. Cette étape est critique car un déliantage mal réalisé peut entraîner un phénomène de délaminage (c'est-àfissures). direCe quephénomène apparait quand on enlève trop tôt la pièce du bain d'acétone.

Les fissures étant irréversibles, il est conseiller de laisser le matériauxplus longtemps possible la pièce dans le bain d'acétone (notamment lorsqu'on à tendance à se cisailler le long de son épaisseur longitudinalement)doute).

 

On a reproduit cetteCette étape ont été réalisé pour l'ensemble des pièces cubiques que nous disposions.cubiques. La durée de trempage des pièces va varier en fonction de leurl'épaisseur porosité.de Ainsi, lesla piècesce. 1 etEn 2 n'étant pas des pièces totalement finis (celle-ci sont poreuse par rapport aux pièce fournis pareffet, le fabricant ). D’où la durée d'immersion des pièces moins longue. Le fabricant, rapporte qu’il faut laisser immergées

Cette4h étapela apièce étépar réaliséemillimètre de parois pleine, soit pour l'ensemble desune piècesce cubiquesde que20 nous disposons.mm. Le trempagetemps des

piècesvavarier

Pièce cubique en fonctionZircone	Volume du cube (avant déliantage chimique)	Volume du cube (après déliantage chimique)	Masse initiale en g (avant déliantage chimique ) / post-impression	Masse finale en g (après déliantage chimique)	Masse perdu après déliantage chimique (Mi-Mf)	Perte de lamasse porositéen %
Pièce 1			9.9936	9.1783	0.8153	8%
Pièce 2			13.1396			8%
Pièce 3			18.5592
Pièce 4 (marqué au crayon)			19.9485

Temps estimer pour éliminer chimiquement le liant de la pièce.ce : 

 

Déliantage thermique

L’étape de deliantage thermique est une étape de pré-frittage. A la fin de cette étape on passe d'une pièce dite verte (« green part ») à une pièce dite brune (« brown part »).

 

Pour l'étape de déliantage thermique, on s'est référé au programme de