Equipe Matériaux et Procédés Additifs

Matériaux base polymère pour l’impression 3D / 4D

L’impression 3D/4D de matériaux évolutifs/actifs au cours du temps (ou dans l’espace) est une thématique extrêmement porteuse d’innovations technologiques. Depuis quelques années l’équipe développe cette activité d’impression 3D/4D en collaboration avec de nombreux acteurs académiques et industriels. Les objectifs visés concernent l’obtention d’objets magnéto-actifs, photo-actifs, électro-actifs pouvant être intégrés directement à la fabrication 3D de dispositifs 4D fonctionnels.
L’équipe s’implique dans une importante dynamique régionale dans le Grand Est pour mettre au point des matériaux adaptés aux besoins technologiques du futur.

Projets :

• MIPPI 4D, FRCR Région Grand Est, 2019-2022
• ORTHOSIS 4D, LUE ANR, 2019-2021
• MAGNETO 4D, pré-mat CNRS, 2018-2020
• 4DP, Inter-Carnot MICA-ICEEL, 2018-2021
• PHOTO 3D, Carnot ICEEL, 2020-2022
• STONE3D, Carnot ICEEL, 2018-2020
• P-Tronics, SATT Paris Saclay, 2016-2018

Brevet :

Fabrication de composants et dispositifs piezoélectriques avec un procédé d’impression tridimensionnelle, PCT/EP2019/078567.

Matériaux base métallique pour l’impression 3D / 4D

Les axes de recherche développés portent sur la fabrication additive de nouveaux matériaux métalliques, composites ou méso-structurés. L’équipe s’intéresse également à la mise au point de matériaux poreux architecturés en 3D, optimisés pour subir des post-traitements d’infiltration métallique ou polymère. L’objectif final est de créer des matériaux modulables, c’est-à-dire possédant des caractéristiques physiques ou géométriques qui évoluent dans le temps et/ou possédant des gradients de propriétés fonctionnelles. Il s’agit là d’un domaine exploratoire, où de nombreux verrous existent, autant sur le plan métallurgique que sur la mise en forme.

Projet :

• MIMOSA, ANR LabEX DAMAS, 2016-2019

Thèse :

• MIMOSA - Matériaux mésostructurés et Infiltration Métallique avec Optimisation du Squelette Architecturé, Paul LOHMULLER, Soutenue le 29/11/2019, Université de Lorraine, Metz

Articles :

• Architectural effect on 3D elastic properties and anisotropy of cubic lattice structures, Materials & Design 182, 108059, 2019, P. Lohmuller et al.
   
• Stress concentration and mechanical strength of cubic lattice architectures, Materials 11(7), 1146, 2018, P. Lohmuller et al.
  
   
• A continuous crystallographic approach to generate cubic lattices and its effect on relative stiffness of architecture materials, Additive Manufacturing 21, 359-368, 2018, J. Favre et al.​​​​

Matériaux anti-contrefaçon pour l’impression 2D, 3D, etc.

Les technologies additives et toute la chaîne numérique amont sont aujourd’hui aptes à reproduire très précisément des composants dans leur forme et finition. Ceci ouvre une nouvelle porte à la contrefaçon par des équipements de plus en plus accessibles. Au-delà de l’impact économique et de la dégradation de l’image de marque des entreprises, la non-maîtrise des propriétés physico-chimiques des matériaux employés dans la contrefaçon peut conduire à des non-conformités et des défaillances potentiellement lourdes de conséquences.

Les matériaux élaborés par l’équipe peuvent s’intégrer dans les moyens de lutte contre la contrefaçon par Authentification Forte. Ces matériaux peuvent être adaptés et mis en forme par toutes les technologies polymères. Ils contiennent des signatures cristallographiques uniques non déchiffrables après leur élaboration. Ainsi, chaque matériau peut être utilisé comme une empreinte unique dans un objet considéré. Finalement, l'utilisation de ces matériaux peut aussi être envisagée dans tous les secteurs applicatifs victimes de la contrefaçon.

Projet :

• SAM, SATT SAYENS, 2017-2019, transfert en cours.

Brevets :

• Objet anti-contrefaçon, n° dépôt FR1908174
• Method of authenticating an object, Europe n° EP3428628​​​​​

Elaboration additive / Impression 3D - 4D

• Impression 3D : SLS (Selective Laser Sintering), SLM (Selective Laser Melting), FDM (Fused Deposition Modeling), Dépôts additifs de matières (liquides, gels, pâtes).
   
• Impression 4D : mise en forme d’objets constitués de multi-matériaux aux propriétés réversibles et/ou évolutives.

Caractérisations

• Détermination des propriétés mécaniques (traction / compression, DMA), des propriétés tribologiques (usure, frottement), des phases et microstructures (DRX, MEB, ATD)

Propriété intellectuelle et Transfert technologique

• Veille scientifique/technologique liée aux matériaux et aux procédés additifs, étude d’antériorité, anticipation de projets innovants
   
• Coordination et protection des travaux de recherche en relations étroites avec les services de valorisation (CNRS, Université de Lorraine) et les cabinets de propriété intellectuelle/industrielle
   
• Analyse des rapports de recherche de brevetabilité, ajustement des projets / études
   
• Transfert vers les secteurs applicatifs, adaptation des matériaux développés au changement d’échelle.

Personnels techniques et de support

• Olivier GODARD
• Samuel KENZARI

Post-doctorant.es

• Paul LOHMULLER