L'impression 3D repose sur un principe relativement simple : une tête d'impression superpose diverses couches d'un matériau qui se solidifie (via divers procédés) pour amener à la réalisation d'une pièce d'un seul tenant.
Pour l'impression au plastique, c'est une tête d'extrusion qui chauffe un fil et l'expulse avec précision couche après couche, les différents étages se soudant automatiquement les uns avec les autres avec la chaleur. Pour le métal, ce sont des lasers qui viennent faire fusionner de la poussière métallique... D'autres systèmes misent sur la polymérisation de résine, ou la photolithographie.
Jusqu'ici, il était impossible d'imprimer de la céramique. Les essais se basaient sur l'utilisation de poussière de céramique chauffée pour les cuire. Les résultats étaient systématiquement les mêmes : la structure ne se voulait pas suffisamment uniforme et solide, et des microfissures amenaient à des fractures des pièces imprimées.
La parade trouvée par les laboratoires HRL est d'avoir recours à des polymères précéramiques qui se transforment en céramique sous l'effet de la chaleur. La structure est imprimée, puis cuite dans un four pour obtenir une pièce de céramique sur mesure.
La bonne nouvelle est que ce matériau est compatible avec la stéréolithographie qui a recours à des lasers pour solidifier un polymère liquide. Ce type d'impression offre divers avantages dont une impression plus rapide que l'extrusion, plus de finesse dans l'impression, mais aussi moins de pertes de matière. Mieux encore, HRL a réussi à développer une technologie d'impression 100 à 1000 fois plus rapide que la stéréolithographie traditionnelle en ayant recours à des masques spéciaux et une lumière ultraviolette. La céramique ainsi créée serait également 10 fois plus résistante que la céramique réalisée par les méthodes actuelles.
Ces avancées pourraient porter leurs fruits dans les secteurs aéronautiques et de l'espace, deux milieux qui ont très souvent recours à la céramique pour la construction de panneaux d'ailes d'avions ou de composants internes aux moteurs de fusée en passant par les boucliers thermiques.
