Un filament pour la fabrication additive en PVDF Solef® 

Le thermoplastique fluoré PVDF Solef® de Solvay est désormais disponible sous forme de filament prêt à l’emploi pour la fabrication additive (FA). Ce nouveau marché pour un produit bien connu offre également l’opportunité de nouer un partenariat avec un fabricant d’imprimantes 3D de tout premier plan.

Utilisé dans un large éventail d’industries allant de l’automobile au traitement chimique en passant par les batteries et la plomberie, le PVDF Solef®, fluoropolymère phare de Solvay, est un matériau hautes performances servant à fabriquer des pièces usinées ou moulées par injection. A compter de novembre 2019, le Groupe commercialise une nouvelle version destinée à l’impression 3D.

Le PVDF complète la gamme de matériaux FA de Solvay disponibles sur la plateforme de commerce en ligne dédiée du Groupe, à savoir le polyétheréthercétone (PEEK) KetaSpire® et le polyphénylsulfone (PPSU) Radel®. “L’un des avantages du PVDF réside dans sa température de fusion plus basse”, explique Christophe Schramm, New Technologies Manager au sein de la GBU Specialty Polymers de Solvay, “qui le rend compatible avec un plus grand nombre de modèles d’imprimantes et ouvre par conséquent un vaste champ d’applications possibles.”

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Son faible point de fusion le rend accessible à une vaste base installée d’imprimantes 3D
Résistance :
Aux substances chimiques agressives
Aux températures élevées
Aux rayons UV
À l’oxydation

 

Un partenariat au service de la fabrication additive

La fabrication additive est un marché encore relativement nouveau pour Solvay, uniquement présent depuis 2018. “Le PEEK et le PPSU sont actuellement nos produits phares. Mais avec le PVDF Solef®, nous ne partons pas de zéro, puisqu’il s’agit d’un produit déjà bien établi et reconnu.

Pour lancer le filament FA en PVDF Solef®, Solvay a conclu un partenariat avec Ultimaker, une entreprise hollandaise leader du marché des imprimantes 3D de bureau professionnelles. “Grâce à ce partenariat, nous avons accès à un vaste vivier d’utilisateurs d’imprimantes 3D,” déclare Christophe. “Et nous proposons également notre produit avec un logiciel dans le but d'optimiser l'impression. Nous souhaitons en effet offrir un package avec l’imprimante, le matériau et le logiciel, et un partenariat comme celui-ci est donc  indispensable.”

Solvay a ainsi rejoint le programme Alliance Matériaux d’Ultimaker : le profil d'impression du filament FA en PVDF Solef® est désormais disponible sur la plateforme d’Ultimaker, qui permet de télécharger gratuitement des profils d’impression afin de répondre à la demande croissante dans le domaine de l’impression 3D de qualité industrielle. “Ultimaker nous avait déjà contactés, mais nous n’étions pas encore prêts à fournir des matériaux compatibles avec ses imprimantes à basse température,” explique Christophe. “Nous avons alors conçu un grade de PVDF spécifique, conforme aux exigences de viscosité et de stabilité dimensionnelle propres à l’impression 3D.

Nous souhaitons offrir un package avec l’imprimante, le matériau et le logiciel, et un partenariat comme celui-ci est donc indispensable.

Christophe Schramm, New Technologies Manager, Solvay Specialty Polymers

Des polymères prêts à l’emploi

Aujourd’hui, Solvay entend devenir un fournisseur de premier ordre de matériaux prêts à l'emploi, pouvant être utilisés directement dans une imprimante 3D sans nécessiter de transformation préliminaire. “En règle générale, nous n’offrons pas ce type de produit,” commente Christophe. “Nous vendons d'habitude des granulés qui sont moulés par injection, usinés ou transformés par nos clients. Avec nos bobines de filaments prêts à l’emploi, c’est comme si nous vendions des cartouches d’imprimante au lieu de précurseurs pour la fabrication d’encre.”

Même si le partenariat avec un fabricant d’imprimantes 3D de premier plan permet d’élargir la clientèle, le PVDF Solef® reste un matériau hautes performances réservé à un usage industriel. A la différence du PEEK et du PPSU, dont la robustesse mécanique convient tout particulièrement aux utilisations dans les secteurs de l'aéronautique et de l'automobile, le principal atout du PVDF est sa résistance à l’oxydation, aux substances chimiques agressives ou aux rayons UV. Il trouve ainsi des applications dans des industries comme la pétrochimie et le traitement chimique, “pour le transport de liquides dans des environnements difficiles,” souligne Christophe. “Nos clients peuvent utiliser le PVDF pour fabriquer de petites quantités de valves et raccords avec des formes particulières, pour un coût inférieur à celui du moulage par injection.

En effet, la fabrication additive est une technologie révolutionnaire qui permet de réaliser des pièces impossibles à mouler ou usiner, et d'indiquer à la machine où elle doit appliquer de la matière, afin de fabriquer des pièces partiellement creuses. “Ceci nécessite des outils de simulation permettant de prédire le comportement des pièces et d’optimiser le design ainsi que la topologie avant l’impression,” ajoute Christophe. C’est la raison pour laquelle Solvay s’associe avec des plateformes de simulation telles que la plateforme Digimat d’e-Xstream, afin de fournir des solutions de simulation permettant aux clients d’obtenir “une impression parfaite du premier coup.

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Christophe Schramm, New Technologies Manager au sein de Solvay Specialty Polymers

Une offre groupée avec des polymères de spécialité, des imprimantes et des services

Après une première incursion sur le marché de la fabrication additive il y a seulement 18 mois, Solvay a compris la nécessité de nouer des partenariats avec des fabricants d’imprimantes afin de garantir le succès de ses produits, en les incluant dans un package complet comprenant le matériel, le logiciel et des services. “Ces produits n’ont de valeur que s’ils sont proposés avec une imprimante permettant de réaliser des pièces de bonne qualité,” résume Christophe.

La question de la compatibilité entre également en jeu. “Les utilisateurs n’apprécient pas d’être obligés d’utiliser des combinaisons matériel/imprimante spécifiques,” poursuit Christophe, en expliquant que le partenariat avec Ultimaker ne signifie pas que le PVDF Solef® peut uniquement être utilisé avec une imprimante de la marque ou que les utilisateurs de ces imprimantes n’ont d’autre choix que d’utiliser les produits Solvay. “Les utilisateurs veulent choisir en toute liberté le matériau qu’ils souhaitent employer sur une imprimante en particulier, et nous soutenons ce système ouvert.

Enfin, ce nouveau grade de PVDF Solef® est loin d’être le dernier matériau FA de Solvay. “Specialty Polymers possède le plus vaste portefeuille de polymères hautes performances de l’industrie,” confirme Christophe. “Nous avons déjà entamé des travaux de développement basés sur d'autres produits de notre portefeuille, en vue d’offrir de nouveaux matériaux pour le marché naissant de l’impression 3D. Suite au prochain numéro....”