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- Structure INRAE Transfert
- TRL (Technology readiness level) 3
- Nom Stéphanie LEMAIRE
- Téléphone 0624038653
- Email stephanie.lemaire@inrae.fr
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- Titre Production de poudre composite biosourcée pour la fabrication additive (SLS, SLM, binder jetting…)
- Description Contexte :
Les équipes du laboratoire IATE (Ingénierie des Agropolymères et Technologies Émergentes) et de l’institut de recherche néo-zélandais SCION ont développé un procédé de production de poudres composites à partir d’un polymère biosourcé (Polyhydroxyalcanoate - PHA), de cires biosourcées et/ou de fibres lignocellulosiques.
Le procédé permet de produire des poudres calibrées entre 10 et 200 microns de diamètre pour une utilisation en fabrication additive par impression 3D – avec des techniques SLS ou SLM (frittage sélectif par laser) ou binder jetting (impression par projection d’un liant).
Description :
L’invention consiste en un procédé de production, par émulsification ou par précipitation dans un solvant eutectique, de poudres composites biosourcées à partir de différents PHA, de cires végétales et de poudres végétales (biomasse lignocellulosique) pour la fabrication additive.
Peu de matériaux biosourcées sont aujourd’hui compatibles avec les techniques d’impression 3D, et en particulier les techniques d’impression à base de poudres, dû aux limitations technologiques, à la fois des procédés d’impression et des propriétés des matériaux biosourcés. Par ailleurs, les procédés de production de tels matériaux ont généralement une empreinte environnementale significative.
Les formulations et procédés développés permettent d’une part la production de poudres composites totalement biosourcées, incluant des PHA compatibles avec la fabrication additive, et d’autre part de moduler les propriétés des matériaux imprimés.
- Bénéfices Obtention de poudres composites compatibles avec les techniques d’impression 3D, et plus particulièrement la SLS
Poudres composites biosourcées et biocompatibles à faible impact environnemental
Modulation des propriétés finales des matériaux par la formulation (proportion PHA, cires et charges lignocellulosiques)
- Nouveauté Applications :
L’invention décrite peut intéresser les secteurs industriels et partenaires suivants :
Secteur biomédical
Industrie du cosmétique
Industrie du packaging
Industrie de la plasturgie : substituer les polymères issus de produits pétroliers utilisés en impression 3D
Industriels de fabrication additive pour tester ces nouveaux matériaux
Producteurs de PHA et cires pour la formulation des poudres
Partenariat / Licence :
Collaboration de recherche, licence sur brevet ou option de licence avec un programme de validation R&D
Stade de développement :
La validation de la preuve de concept a été effectuée par les équipes de recherche qui proposent désormais une option de licence à un industriel afin de tester ces poudres pour des applications spécifiques.
Cette invention a fait l’objet d’une demande de brevet 22305709.2.
- Mots clés fabrication additive, impression 3D, SLS, polyhydroxyalcanoate, cires, lignocellulose, poudre composite
- Secteurs Automatismes Industriels Automobile & Transport Chimie, Matériaux & Produits alimentaires Santé
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- Titre Production of biobased composite powders for additive manufacturing (selective laser sintering , selective laser melting, binder jetting…)
- Description Context:
Research teams from the French laboratory IATE (Joint Research Unit in Agropolymer Engineering and Emerging Technologies) and SCION (a New Zealand Crown Research Institute) developed a new process to produce composite powders made from: biobased waxes, biobased polymers (Polyhydroxyalcanoate – PHA), and/or lignocellulosic fillers.
The process generates calibrated powders with a diameter between 10 and 200 microns intended to additive manufacturing with techniques such as SLS (Selective Laser Sintering), SLM (Selective Laser Melting), binder jetting.
Description:
The invention consists of a process for the production of biobased composite powders from PHA polymer, waxes and vegetal powders (lignocellulosic biomass) intented to additive manufacturing applications. Depending on the formulation, powders can be produced by two processes : emulsification or dissolution/precipitation in deep eutectic solvent.
Currently, due to technical limitations of materials and 3D printing processes, only few biobased materials are suitable for 3D printing and in particular, powder based printing techniques. Furthermore the production processes of the few compatible materials have a significant environmental impact.
The developed processes allow the production of fully composite biobased powders compatible with additive manufacturing from PHA, a polymer produced with a very low environmental impact route. In addition the different formulations patented allow to modulate the properties of the printed materials.
- Bénéfices Obtaining composite materials compatible with 3D printing technologies, and more particularly SLS
Biobased and biocompatible composite powders with low environmental impact
Modulation of the end properties of the printed materials by the formulations (ratio of PHA, waxes and lignocellulosic fillers)
- Nouveauté Applications:
The invention described may be of interest to the following industrial sectors and partners:
Biomedical sector
Cosmetic industries
Packaging industries
Industrial printers to test these new materials
Plastic industries replacing polymers derived from petroleum products used in 3D printing.
Producers of PHA and waxes for the formulation of powders
Partnership / Licensing:
Research collaboration, license on patent or license option agreement with an R&D validation program
Stage of development: Research teams have successfully validated the proof of concept. They offer now license option agreement to an industrial partner in order to test these powders under industrial conditions specific to a field of activity.
This invention is the subject of a patent application 22305709.2.
- Mots clés additive manufacturing, 3D printing, SLS, polyhydroxyalcanoate, wax, lignocellulose, composite powder
- Secteurs Automation Automotive & Transportation Chemicals, Materials & plant-based materials Health
