ASCA et Kimya associent énergie solaire photovoltaïque et impression 3D sur-mesure

Inauguré au printemps 2022, à Bâle, en Suisse, le Pavillon Novartis est équipé d’une façade numérique incurvée et illuminée grâce aux modules ASCA. Ce leader mondial du photovoltaïque a équipé le pavillon de milliers de modules transparents sur-mesure en forme de losanges et de triangles, créant ainsi un rideau-mur en forme de filet.

Quand l’impression 3D sur-mesure rencontre la technologie solaire

Le studio d’architecture média IART AG et le cabinet d’architectes AMDL Circle ont dévoilé la façade média numérique du bâtiment développée grâce à la technologie solaire ASCA, le leader mondial du photovoltaïque organique (OPV). Cette technologie a permis d’intégrer des milliers de LED à la façade du Pavillon Novartis. Consacré à l’apprentissage collectif et aux sciences pharmaceutiques, le Pavillon Novartis marque une évolution importante dans la conception de bâtiment et l’architecture contemporaine. Notamment en utilisant des technologies novatrices telles que la fabrication additive.

Fabrication de pièces 3D sur-mesure Kimya en grand volume

Afin d’éviter tout risque électrique ou problème de compression de câble, ASCA a conçu une pièce de maintien du câble électrique dans une position bien définie. Le leader du photovoltaïque a alors choisi d’exploiter l’expertise et le savoir-faire de Kimya pour l’impression 3D sur-mesure de guide-câbles sur-mesure intégrés aux capots de protection électrique des modules OPV. L’objectif : produire rapidement un volume conséquent de guide-câbles pour compléter l’installation des modules ASCA.

Le fabricant de matériaux 3D a donc produit près de 16 000 pièces en seulement cinq mois grâce à l’utilisation en continu de six imprimantes 3D Ultimaker. Ces imprimantes 3D FDM ont été capables de produire plusieurs pièces simultanément grâce à la taille de leurs plateaux d’impression. Ces guide-câbles ont pu ainsi compléter 12 000 modules ASCA indispensables au projet.

« La solution de Kimya répondait parfaitement à nos exigences, à savoir produire rapidement une série de pièces dont le volume ne justifiait pas la création d’un moule d’injection plastique, et qui n’aurait pas été financièrement compétitive si nous avions utilisé les imprimantes 3D habituellement utilisées pour les petits projets. » Bas van der Wiel, responsable de l’intégration chez ASCA

Utiliser la flexibilité et l’agilité de l’impression 3D sur-mesure

Malgré le défi de taille et l’urgence du délai, ASCA et Kimya se sont mobilisés pour concevoir des pièces 3D sur-mesure aux fonctionnalités améliorées. En plus d’un maintien de câble efficace, les deux partenaires ont développé un support isolant permettant d’éviter les courts-circuits et facilitant l’application d’adhésif lors du montage. La pièce a également été conçue pour empêcher le câble de sortir de son logement de protection. En seulement quelques échanges, Kimya a réussi à produire une pièce 3D sur-mesure conçue par ASCA capable de s’adapter parfaitement au manchon métallique et au capot plastique injecté lors du montage.

Quels matériaux et technologies utiliser ?

La question du matériau était fondamentale pour ASCA. En effet, la pièce imprimée devait posséder une grande résistance et être particulièrement facile à imprimer. Le leader du photovoltaïque a testé l’efficacité de l’acide polyactique (PLA) mais les résultats n’ont pas été à la hauteur de leur espérance. En effet, la pièce ne répondait pas aux contraintes techniques requises notamment en termes de résistance mécanique.  

Quel matériau 3D Kimya choisir ?

L’expertise dans la formulation de matériaux 3D sur-mesure du fabricant Kimya a été immédiatement mise au service de la production de pièces finales fonctionnelles. Les experts matériaux du fabricant ont concentré leur sélection sur le filament le mieux adapté aux applications extérieures : le Kimya PETG-S. Ce filament polymère de la famille des polyesters saturés est fabriqué via une copolymérisation du PET.

Les caractéristiques de ce matériau offrent un parfait équilibre entre souplesse et résistance mécanique. Accessible en termes de prix, le Kimya PETG-S est à la fois hydrophobe et résistant aux températures pouvant atteindre les 70°C et aux agents chimiques. Ce filament 3D Kimya s’est donc révélé être le matériau idéal pour les conditions météorologiques inhérentes à un projet de façade de bâtiment.

Les imprimantes 3D Ultimaker S5 pour l’impression 3D sur-mesure de guide-câbles

Pour la réalisation de guide-câbles, les équipes de Kimya ont choisi d’utiliser les imprimantes Ultimaker S5 pour produire les 16 000 pièces ASCA. Les Ultimaker S5 ont également été choisies afin de garantir la répétabilité du processus.

« Kimya a été l’une des premières entreprises à soumettre des profils de filaments sur le marché Ultimaker, depuis son lancement en 2018. C’est un privilège pour nous chez Ultimaker de travailler avec un partenaire qui vise, tout comme nous, à accélérer la transition mondiale vers le flexible, des solutions responsabilisantes et durables. Kimya utilise parfaitement notre plateforme ouverte afin de fournir une intégration transparente du matériel, des logiciels et des matériaux permettant des applications pour nos clients communs. Ce que nous apprécions particulièrement, c’est que Kimya développe en permanence de nouveaux matériaux de haute qualité, adaptés aux demandes et aux exigences du marché, que les matériaux aient besoin de propriétés spécifiques, telles que la sécurité ESD, ou qu’ils offrent une fonctionnalité durable (le portefeuille Kimya-Recycled) ». Bart van As, Product Manager Materials chez Ultimaker.

« Nous sommes ravis d’avoir collaboré avec Kimya sur ce projet clé pour ASCA. Nous avons particulièrement apprécié leur processus de production itératif et réactif, nous permettant de livrer les modules dans les délais. Kimya a été en mesure de répondre pleinement à nos spécifications exigeantes pour une conclusion réussie du projet. Cette collaboration nous confirme la valeur de l’intégration de la fabrication additive dans nos propres processus de production, c’est pourquoi nous travaillons déjà sur d’autres projets avec Kimya ». Bas van der Wiel, responsable de l’intégration chez ASCA.