Des matériaux énergétiques imprimés en 3D

Des chercheurs de l’Université de Purdue affirment avoir développé une méthode pour imprimer des matériaux énergétiques tout en maintenant un niveau de précision et de sécurité élevé. Ils se seraient appuyés sur le procédé plus classique de jet d’encre – plus connu sous le nom d’Inkjet. 

Les matériaux énergétiques libèrent violemment de l’énergie par transformation chimique ; on les connait le plus souvent parce qu’ils sont utilisés dans les explosifs. Toutefois, ils sont nécessaires à d’autres systèmes micromécaniques comme dans un airbag qui vient se gonfler en utilisant une petite quantité de propergol solide. Mais lorsque que les appareils deviennent plus petits, le besoin d’énergie au niveau micro devient plus critique. C’est pourquoi des chercheurs s’y sont intéressés de plus près. Ils auraient réussi à développer une technique s’inspirant du procédé Inkjet pour imprimer en 3D ces matériaux grâce à leur expertise dans les domaines de la fabrication additive et des matériaux énergétiques.

“Les matériaux énergétiques sont un domaine bien maîtrisé ici, tout comme la fabrication additive, explique Allison Murray qui prépare son doctorat en ingénierie mécanique et à l’origine de l’imprimante 3D du projet. Ce qui est unique dans ce développement est le croisement entre ces deux expertises et d’être capable de déposer avec autant de précision ce type de matériaux.”

Les chercheurs auraient réussi à combiner deux composants, à savoir un combustible et un comburant, au fur et à mesure de leur impression selon un motif de chevauchement précis. Ils auraient alors créé de la nanothermite, un composite intermoléculaire métastable.

Murray affirme qu’un des défis résidait dans le fait de configurer le volume et le modèle des gouttelettes et de développer une machine capable de les déposer. Elle a imaginé une imprimante 3D à jet d’encre piézoélectrique capable de maintenir sa buse immobile – c’est le plateau en dessous qui se déplacerait en fonction de la forme souhaitée. Murray affirme que le plateau peut bouger avec une précision de 0,1 micron ce qui correspond à un peu près un millième de l’épaisseur d’un cheveu humain.

La réaction du nanothermite imprimée en 3D

La nanothermite imprimée en 3D réagirait aussi rapidement et puissamment que les thermites appliquées de façon traditionnelle, générant alors beaucoup de chaleur et produisant une forte onde de choc. Les scientifiques de l’Université de Purdue déclarent que leur travail ouvre la voie à “une manipulation plus sûre des matériaux énergétiques et à leur développement, auparavant considérés comme incompatibles avec l’impression par jet d’encre.” 

Retrouvez l’ensemble de la recherche sur le site officiel de l’Université et dans la vidéo ci-dessous :