Impression et fibrage de matériaux vitreux

par Simon Kaser

Projet de thèse en Physico-Chimie de la Matière Condensée

Sous la direction de Thierry Cardinal et de Younès Messaddeq.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec l'Université Laval , dans le cadre de Sciences Chimiques , en partenariat avec ICMCB - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (laboratoire) et de Chimie et Photonique des Matériaux Oxydes et Fluorures (equipe de recherche) depuis le 26-10-2018 .


  • Résumé

    Le terme "fabrication additive", ou impression 3D, regroupe un ensemble de procédés de mise en forme des matériaux par ajout de matière, en opposition avec les méthodes "traditionnelles" soustractives, comme par exemple l'usinage. De nombreux procédés de fabrication additive très différents existent, du dépôt de filament fondu à la photo-polymérisation UV de résine en passant par le frittage de poudre. Divers matériaux sont exploitables par impression 3D, comme des métaux, des polymères ou des céramiques. Des imprimantes 3D pour polymères sont notamment accessibles au grand public depuis quelques années. En revanche, très peu de solutions ont pour l'instant été proposées pour l'impression de verre, principalement à cause des hautes températures de travail nécessaires et de la fragilité du matériau. Depuis 2015, plusieurs équipes ont présenté des résultats pour des verres silicates, borosilicates et chalcogénures. Dans le cadre de cette thèse, on se concentrera sur les verres phosphates, avantageux pour leurs températures de travail plus faibles (la température de transition vitreuse se situant généralement entre 300 et 400°C), leurs applications dans l'optique ou les biomatériaux. Dans un premier temps, plusieurs méthodes de fabrication seront étudiées, notamment la fabrication par filament fondu mais aussi des approches par des précurseurs liquides et gels.

  • Titre traduit

    Printing and fiber drawing of amorphous materials


  • Résumé

    Additive manufacturing, also known as 3D printing, refers to a set of manufacturing techniques by adding matter, as opposed to the more "traditional" subtractive methods, such as machining. There are a lot of very different additive manufacturing processes, from fused deposition modeling to the photo-polymerization of an UV-curable resin. Printable materials include metals, ceramics and polymers. 3D printers for polymers have become increasingly accessible to the public in the last few years. However, very few solutions have been developed so far for the printing of glass. The main obstacles are the very high processing temperatures required, as well as the brittleness of this material. Since 2015, several research groups have introduced manufacturing processes for silicate, borosilicate and chalcogenide glasses. During this thesis, the focus will be on phosphate glasses. These glasses are advantageous for their lower working temperatures, the glass transition temperature being usually between 300°C and 400°C. Phosphate glasses are also known for their applications in optics and biomaterials. Several manufacturing processes will be studied, such as fused filament fabrication, but also techniques implying liquid or gel precursors.