Capteurs de déformation imprimés en 3D avec Filaflex Conductive : Avancée pour la surveillance marine
Capteurs de déformation imprimés en 3D avec Filaflex Conductive : Une avancée pour la surveillance marine
Découvrez comment une équipe de chercheurs a développé un capteur de déformation entièrement imprimé en 3D en utilisant le filament TPU Filaflex Conductive. Une innovation combinant durabilité mécanique, simplicité de fabrication et production sur site, idéale pour la surveillance structurelle dans des environnements marins.
Impression 3D en une seule étape avec TPU Conducteur
Développé à l’Université de l’Ouest de l’Attique, ce capteur intelligent présente un corps monolithique imprimé en une seule étape grâce à la technologie FDM. Il combine une structure de support en PLA avec une couche piézorésistive réalisée avec du TPU Filaflex Conductive enrichi de noir de carbone (environ 10 % p/p).
L’élément conducteur change de résistance lorsqu’il est soumis à une déformation mécanique, permettant de surveiller les contraintes structurelles en temps réel. Le capteur est entièrement imprimé avec des pads de soudure intégrés, sans besoin d’assemblage manuel ni post-traitement.
Pourquoi le TPU Filaflex Conductive change la donne
Comparé aux capteurs en PLA enrichi en nanotubes de carbone (CNT), ce nouveau design offre des avantages techniques majeurs grâce à l’élasticité et la souplesse du TPU :
- Plage de mesure étendue : Capable de détecter des déformations jusqu’à
5 mm, soit 9 fois plus que les capteurs PLA classiques. - Hystérésis réduite : Moyenne de
15,9 %contre46 %pour les matériaux enrichis en CNT. - Grande durabilité : Résiste à des cycles répétés de contrainte avec un comportement électrique stable.
- Intégration facile : Pads de soudure directement imprimés pour une connexion rapide avec les systèmes électroniques.
Ces performances sont rendues possibles par la capacité du Filaflex Conductive à se déformer sans rompre le réseau conducteur interne, garantissant une transmission de signal constante pendant la compression et la détente.
Performances fiables sous cycles répétés
L’équipe a validé la stabilité du capteur sur 20 cycles de charge consécutifs (0–3 mm). Le Filaflex Conductive a montré une dérive minimale et une excellente répétabilité, ce qui le rend idéal pour une surveillance structurelle à long terme.
Idéal pour les applications marines et distantes
Ce capteur a été imprimé avec une imprimante 3D de bureau (Ultimaker S3) et peut être fabriqué directement à bord de navires ou sur des sites isolés. Il réduit les besoins logistiques, le stockage et l’impact environnemental.
Un traitement thermique post-impression a également été appliqué, transformant le polymère d’un état amorphe à semi-cristallin, améliorant la résistance de base et réduisant l’hystérésis – pour des performances optimales dans des conditions réelles.
Impression 3D avec Filaflex Conductive TPU
Le capteur a été imprimé avec des paramètres optimisés pour garantir une extrusion homogène, une bonne adhésion inter-couches et une fiabilité électrique. Les couches structurelle et sensible ont été imprimées en un seul processus FDM.
Conclusion
Ce capteur imprimé en 3D illustre parfaitement comment des matériaux conducteurs et flexibles comme le TPU Filaflex peuvent être utilisés pour créer des dispositifs électroniques robustes, réactifs et imprimables localement. Son succès dans les environnements marins souligne le potentiel croissant des technologies de filament conducteur.
Que vous soyez ingénieur, chercheur ou maker, le TPU Filaflex Conductive ouvre la voie à de nombreuses innovations, de la surveillance structurelle aux wearables intelligents.
Source & Remerciements
Pagonis, D.N., Stavros, A., Iakovidis, I., Dimitrellou, S., Kaltsas, G. (2025). A 3D Printed Strain Sensor Employing Conductive TPU for Marine Applications. EUROSENSORS 2025. Université de l’Ouest de l’Attique.
Filament utilisé : Filaflex Conductive – Recreus Industries S.L.
Projet financé par l’Université de l’Ouest de l’Attique (Projet : 80713)
