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Brevets et licences

Des aimants imprimés en 3D

Des équipes de l'Institut Jean Lamour1 ont mis au point un procédé de fabrication directe de pièces magnétiques basé sur une imprimante 3D grand public. Sa commercialisation par la société BBFil est prévue pour la fin de l'année 2021.

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Fabriquer des aimants par impression 3D restait jusqu'ici un défi. Des équipes de l'Institut Jean Lamour l'ont relevé, en développant un procédé d'impression 3D basé sur une imprimante traditionnelle, qui permet d'obtenir directement des objets magnétiques de formes complexes, sans post-aimantation du matériau imprimé.

Ce nouveau procédé de fabrication additive est le résultat d'une collaboration entre deux équipes de l'institut : l’équipe de recherche technologique Matériaux et procédés additifs, dirigée par Samuel Kenzari, ingénieur de recherche CNRS, et le Centre de compétences magnétisme et cryogénie dirigé par Thomas Hauet, enseignant-chercheur à l'université de Lorraine2.

Les scientifiques ont travaillé à la fois sur le matériau imprimable et sur l'adaptation d'une imprimante de type FDM (dépôt de filament fondu). Le filament servant à l'impression d'aimants contient un matériau composite ferromagnétique et sa formulation a été étudiée pour obtenir des propriétés magnétiques significatives tout en assurant la stabilité dimensionnelle de l'objet final. « Le coût d'une recharge était également un critère déterminant afin qu'il reste compatible avec ce type d'imprimantes peu chères », précise Samuel Kenzari. Quant à l'imprimante, son adaptation a consisté à lui ajouter un système de production de champ magnétique permettant de créer une aimantation d'orientation contrôlée dans la pièce en cours d'impression. Les pièces produites peuvent comporter plusieurs zones d'orientations magnétiques différentes.

À partir du prototype de laboratoire, la société BBFil à laquelle la technologie a été transférée, réalise l'industrialisation de la nouvelle machine d'impression et des bobines de filament. Parmi les applications envisagées : la production d'objets magnétiques commandables ou manipulables à distance via des champs magnétiques, ce qui ouvre ainsi la possibilité d’impression 4D d’objets activables à distance. Le nouveau procédé ouvre aussi la voie à la conception d'aimants de géométries complexes, avec des applications potentielles dans des moteurs et des capteurs magnétiques. La première imprimante, dont la commercialisation est annoncée pour la fin 2021, basée sur une technologie simple et abordable, visera d'abord à équiper des fablabs, des écoles et des laboratoires. « Imprimer en 3D des aimants, de manière simple et à moindre coût, est une possibilité inédite. Il y a fort à parier que ces premiers équipements feront germer, chez leurs utilisateurs, d’autres idées pouvant mener à des innovations à la fois sociétales et industrielles », indique Thomas Hauet.

De leur côté, les scientifiques poursuivent les recherches et préparent l'extension du procédé d'impression 3D d'aimants à d'autres technologies de fabrication additive, plus rapides et plus précises.

 

1 CNRS/Université de Lorraine

2 Quentin Perrin, alors ingénieur à l'Institut Jean Lamour, est co-inventeur du procédé

Contacts :

Samuel Kenzari / Ingénieur de recherche CNRS à l'Institut Jean Lamour / samuel.kenzari@univ-lorraine.fr

Thomas Hauet / Enseignant-chercheur à l'Institut Jean Lamour / thomas.hauet@univ-lorraine.fr