Matériaux photopolymères avancés et systèmes de photo-amorçages pour l’impression 3D

Advanced photopolymers materials and photoinitiating systems for 3D printings

• Auteur / Autrice : Tuba Kavalli
• Direction : Jacques Lalevée, Fabrice Morlet-Savary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 23/04/2019
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse - Institut de Science des Matériaux de Mulhouse - IS2M - UMR7361

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux polymères

Stéréolithographie

Produits biosourcés

Résines alkydes

Résines photosensibles

Impression 3D

Photopolymères

Polyaddition

Mots clés libres

Photopolymères

Conditions d'irradiation douce

Polymérisation radicalaire

Impression 3D

Stéréolithographie

Résine bio-sourcée

Réaction thiol-ene

Réseaux interpénétrés

Photopolymers

Soft irradiation conditions

Radical polymerization

3D printing

Stereolithography

Bio-sourced resin

Thiol-ene response

Interpenetrated networks

Résumé

Le domaine de l'impression 3D est actuellement en plein essor et correspond même pourcertains à une révolution industrielle. L'impression 3D peut aussi utiliser des imprimantes à des prix abordables pour un usage domestique jusqu’à de grandes machines pour la production industrielle. Ce projet, issu d’une collaboration entre un partenaire industriel et un laboratoire académique vise à développer de nouvelles résines photosensibles pour la fabrication, la production ou l'étude de nouveaux produits polymères qui peuvent être conçus, prototypés et testés en un temps court et pour un prix réduit en impression 3D. Ces résines photosensibles sont à base de produits biosourcés : ALKYDE. De nos jours face à la raréfaction à venir des matières premières non renouvelables, le développement des produits biosourcés est une priorité pour l’industrie. Cette chimie présente un avantage très important notamment par une limitation des émissions de gaz à effet de serre et de l’ensemble des impacts environnementaux (toxicité,déchets). Tous les composants de la résine (systèmes amorceurs et monomères/oligomères) sont développés spécifiquement pour un cahier des charges spécifique de cette application longueurs d’ondes d’irradiation visible, diode électroluminescentes (LED), faible intensité, viscosité, vitesse d’écriture...

Three-dimensional (3D) printing is an additive manufacturing technology that allows fabricationof 3D objects by adding successive layers of materials (e.g. photopolymers) on top of each other. In thelast few years, this promising technology has developed rapidly and has found numerous applications invarious fields (e.g. electrical components, dentistry, food industry, surgery and biomaterials implants).This project is a collaboration between an industrial partner and an academic laboratory aims to developnew photosensitive resins outside usual acrylate and epoxy systems for our study. With this approach, theproduction of new polymer products that can be designed in a short time and for a low price in industrial3D additive manufacturing will be presented. These photosensitive resins consist of bio-based polymers.Today, faced with the growing scarcity of non-renewable raw materials, the development of bio-basedproducts is a priority for the industry. This chemistry has a very important advantage in particular bylimiting greenhouse gas emissions and all environmental impacts (toxicity, waste). All the components ofthe resin (photoinitiators and monomers/oligomers) have been developed for a specification towards theuse of: visible light irradiation ''light-emitting diode LED'', low intensity, low viscosity and writing fastspeed.