Un matériau imprimé en 3D pour remplacer l’ivoire – Technoguide

Pendant des siècles, l’ivoire a souvent été utilisé pour fabriquer des objets d’art. Mais pour protéger les populations d’éléphants, le commerce de l’ivoire a été interdit au niveau international en 1989. Pour restaurer les parties en ivoire d’objets d’art anciens, il faut donc recourir à des matériaux de substitution – tels que des os, des coquillages ou du plastique. Cependant, il n’existe pas encore de solution vraiment satisfaisante.

TU Wien (Vienne) et la société d’impression 3D Cubicure GmbH, créée en tant que spin-off de TU Wien, ont maintenant développé un substitut de haute technologie en coopération avec le département de l’archidiocèse de Vienne pour le soin de l’art et des monuments et la restauration d’Addison: le nouveau matériau “Digory” se compose de résine synthétique et de particules de phosphate de calcium. Il est traité à l’état chaud et liquide et durci dans l’imprimante 3D avec des rayons UV, exactement dans la forme souhaitée. Il peut ensuite être poli et assorti pour créer un substitut d’ivoire trompeusement authentique.

Beau et mécaniquement stable

«Le projet de recherche a commencé avec un précieux cercueil d’État du XVIIe siècle dans l’église paroissiale de Mauerbach», explique le professeur Jürgen Stampfl de l’Institut de science et technologie des matériaux de la TU Wien. “Il est décoré de petits ornements en ivoire, dont certains ont été perdus au fil du temps. La question était de savoir s’ils pouvaient être remplacés par la technologie d’impression 3D.”

L’équipe avait déjà une expérience avec des matériaux similaires: le groupe de recherche travaille également avec des matériaux céramiques pour la technologie dentaire, par exemple. Néanmoins, il était difficile de développer un substitut approprié à l’ivoire: «Nous devions répondre à toute une série d’exigences en même temps», déclare Thaddäa Rath, qui a travaillé sur le projet dans le cadre de sa thèse. “Le matériau ne doit pas seulement ressembler à de l’ivoire, la résistance et la rigidité doivent également être correctes, et le matériau doit être usinable.”

Stéréolithographie dans l’imprimante 3D

Grâce à de nombreuses expériences, Thaddäa Rath et d’autres membres de l’équipe de TU Wien et Cubicure ont réussi à trouver le bon mélange: de minuscules particules de phosphate de calcium d’un diamètre moyen d’environ 7? M ont été noyées dans une résine spéciale, ainsi que de l’oxyde de silicium extrêmement fin. poudre. Le mélange est ensuite traité à haute température dans les imprimantes 3D de Cubicure en utilisant le procédé de lithographie à chaud: couche par couche, le matériau est durci avec un laser UV jusqu’à ce que l’objet complet soit terminé.

«Vous devez également garder à l’esprit que l’ivoire est translucide», explique Thaddäa Rath. “Ce n’est que si vous utilisez la bonne quantité de phosphate de calcium que le matériau aura les mêmes propriétés translucides que l’ivoire.” Ensuite, la couleur de l’objet peut être retouchée – l’équipe a obtenu de bons résultats avec du thé noir. Les lignes sombres caractéristiques qui traversent normalement l’ivoire peuvent également être appliquées par la suite avec une grande précision.

Plus de défenses!

Dans le domaine de la restauration, c’est un grand pas en avant: avec le nouveau matériau «Digory», non seulement un substitut de l’ivoire disponible meilleur, plus beau et plus facile à travailler qu’auparavant, la technologie 3D permet également de reproduire les moindres détails automatiquement. Au lieu de les sculpter minutieusement dans un matériau de substitution à l’ivoire, les objets peuvent désormais être imprimés en quelques heures.

«Avec nos systèmes d’impression 3D spécialement développés, nous traitons différentes formulations de matériaux pour des domaines d’application complètement différents, mais ce projet était aussi quelque chose de nouveau pour nous», déclare Konstanze Seidler de Cubicure. “En tout cas, c’est une preuve supplémentaire de la diversité des applications possibles de la stéréolithographie.”

L’équipe espère que le nouveau matériau «Digory» sera généralement accepté à l’avenir – comme un substitut à l’ivoire de haute qualité esthétique et mécanique, pour lequel aucun éléphant ne doit perdre une défense.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de technologie de Vienne. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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