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L’impression 3D avec de la cellulose: L’avenir de l’isolation électrique

Une nouvelle ligne pilote démontre l’efficacité d’une fabrication, basée sur la conception, de composants d’isolation électrique à base de cellulose avec l’impression 3D.

Changement climatique et Environnement
Technologies industrielles

Le besoin croissant de procédés de fabrication efficaces et durables dans l’industrie européenne de l’isolation électrique a entraîné la recherche de nouvelles solutions non fossiles pour les composants d’isolation. La cellulose, le matériau structurel de base des parois cellulaires des végétaux et le composé organique naturel le plus abondant sur Terre, est une matière première couramment utilisée pour ces composants. La cellulose est un matériau forestier renouvelable qui est aujourd’hui principalement utilisé dans des applications à grande échelle telles que le papier, les emballages et les textiles. Les avantages de l’utilisation de la cellulose dans la fabrication de composants d’isolation découlent de la grande pureté, de la résistance et de la longue durée de vie du matériau à la température de fonctionnement. Cependant, la fabrication utilisant la cellulose présente des inconvénients. Elle s’avère laborieuse, consomme beaucoup de ressources, de temps et d’énergie, et comporte de nombreuses étapes. En outre, le processus de fabrication des composants d’isolation implique la création de centaines, voire de milliers de moules pour fabriquer la grande variété de composants requis sur le marché.

Les avantages de l’impression 3D

La solution à ce problème réside dans l’impression 3D avec de la cellulose, qui élimine purement et simplement le recours aux moules tout en réduisant considérablement le nombre d’étapes nécessaires à la production. Au vu de ces avantages, le projet NOVUM, financé par l’UE, construit une nouvelle ligne pilote pour la fabrication rapide, basée sur la conception, de composants avancés d’isolation électrique à base de cellulose. Selon le site web du projet, la ligne pilote permettra d’améliorer considérablement l’efficacité, la productivité et la flexibilité. En outre, le remplacement du fonctionnement manuel par la fabrication automatisée permettra de réduire de 40 % le temps de travail, de 60 % les déchets, de 20 % la consommation énergétique et jusqu’à 40 % les coûts d’exploitation.

Propriétés des matériaux à base de cellulose

Les matériaux cellulosiques développés dans le cadre du projet ne contiennent aucun additif à base de pétrole et sont à 100 % d’origine biologique. Comme indiqué dans un article posté sur le site web «3DPrint.com», les matériaux thermoplastiques «contiennent des dérivés de la cellulose, des poudres de cellulose et des plastifiants d’origine biologique». Bien que leur teneur en cellulose soit jusqu’à 60 % plus élevée que les références dans le commerce, leurs «propriétés de résistance des matériaux sont semblables, voire meilleures». En outre, «en modifiant les composants dans les formulations ou les rapports respectifs des différents composants», les matériaux peuvent être adaptés pour répondre aux besoins d’applications spécifiques. L’article indique également que, outre l’isolation électrique, le projet NOVUM (Pilot line based on novel manufacturing technologies for cellulose-based electrical insulation components) vise également à faire la démonstration du processus de fabrication additive des matériaux à base de cellulose dans les industries maritime et automobile. «Pour l’industrie maritime, le cas d’utilisation serait entièrement inédit: l’impression à la demande d’éléments décoratifs extérieurs pour les navires de croisière. Pour l’industrie automobile, la motivation principale réside dans le remplacement des matériaux d’origine fossile par des matériaux d’origine biologique, ce qui contribuerait de manière significative au facteur de durabilité.» Lancé en octobre 2017, le projet NOVUM est actuellement dans sa quatrième année et prendra fin en mars 2022. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet NOVUM

Mots‑clés

NOVUM, cellulose, isolation électrique, impression 3D, fabrication

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