L'un des grands avantages de l'impression 3D avec les métaux est avant tout que les formes en filigrane sont faciles à mettre en œuvre ainsi que les structures complexes et les géométries, y compris les contre-dépouilles et les cavités.
Dans cet article, nous fournissons des informations actuelles et pertinentes, des nouvelles, des développements et des objets 3D issus de l'impression 3D en métal.
L'impression 3D en métal dans l'aéronautique
Fournisseur aéronautique Premium AEROTEC a acquis le spécialiste de l'impression 3D APWORKS, une société d'Airbus. L'objectif est de faire progresser l'impression 3D de pièces métalliques pour des applications industrielles, y compris l'utilisation de composants imprimés en 3D pour les aéronefs. Le silence a été convenu sur le prix d'achat.La société européenne Airbus a fondé l'entreprise APWORKS en 2013 en tant que spin-off et a su s'imposer comme un moteur technologique pour les méthodes de fabrication du futur pour la dernière décennie. L'accent est mis sur l'impression 3D en métal pour les applications industrielles. Selon l'entreprise, les points forts sont une solution rapide, axée sur le client et de haute qualité, tout au long de la chaîne de valeur dans cette catégorie d'industries.
En raison de leur robustesse pour les charges mécaniques et dynamiques, les modèles en aluminium 3D sont particulièrement recherchés pour les prototypes en aérospatiale, tandis que le laiton, le bronze et le cuivre sont principalement utilisés pour l'impression de bijoux. Les artistes et les concepteurs apprécient la conception noble de ces métaux, grâce à laquelle la technologie d'impression 3D permet également des formes en filigrane qui ne seraient pas possibles en utilisant des procédés de fabrication conventionnels.
Les métaux utilisés dans pour l'impression métalique 3D
Les alliages d'acier spécial SS420 et 1.4404 (L 316) sont caractérisés par leur absence de rouille. Le SS420 convainc également par sa bonne résistance à la chaleur, 1.4404 (L 316), principalement par une bonne résistance à la corrosion et une ductilité élevée.Les composants SLM en titane (Ti64) répondent aux exigences de composition chimique des normes ISO 5832-3, ASTM F1472 et ASTM B348. En raison des exigences physiques et chimiques élevées placées sur le matériau Ti64 3D, on le trouve principalement dans les applications industrielles.
L'Impression 3D des modèles à base des alliages variés tels que l'or, l'argent, le nickel et le bronze est possible.
Comment fonctionne l'impression 3D en métal ?
Fusion de lit de poudre Le processus de fusion de lit de poudre est très similaire à la projection de liant métallique sauf qu'au lieu d'un liant déposé pour fusionner des couches de poudre de métal ensemble, un laser ou un faisceau d'électrons à haute température est utilisé. Le laser augmente la température de la poudre dans les zones où la conception est en cours de construction, la fusion de la poudre de métal et la création d'une couche solide. Ce processus continue jusqu'à ce que le modèle entier soit complet! La fusion de lit de poudre peut être effectuée en utilisant l'une des nombreuses techniques suivantes: frittage sélectif des couches (SLS), fusion sélective au laser (SLM), frittage direct par laser à métal (DMLS) et fusion par faisceau d'électrons (EBM).** Frittage laser sélectif (SLS): Utilise un laser pour fusionner des couches de poudre de métal.
** Fusion sélective au laser (SLM): va plus loin que la fusion de la poudre et fait fondre la poudre. Cela fonctionne bien avec les composites faits d'un matériau comme le titane ou l'acier pur contre beaucoup mélangés comme la plupart des plastiques.
**Frittage direct par laser à métal (DMLS): Utilise le même procédé que le SLS mais est utilisé pour désigner le procédé de frittage des alliages métalliques par rapport au plastique, au verre et à la céramique.
Avant tout La chambre de construction est d'abord remplie de gaz inerte (par exemple de l'argon) pour minimiser l'oxydation de la poudre de métal et ensuite elle est chauffée à la température de construction optimale.
Une mince couche de poudre de métal est étalée sur la plate-forme de construction et un laser de haute puissance balaie la section transversale du composant, fondant les particules de métal ensemble et créant la couche suivante. La zone entière du modèle est scannée, de sorte que la pièce est entièrement construite.
Lorsque le processus de numérisation est terminé, la plate-forme de construction se déplace vers le bas d'une épaisseur de couche et la couche de recouvrement répand une autre fine couche de poudre métallique. Le processus est répété jusqu'à ce que toute la partie soit terminée.
Lorsque le processus de construction est terminé, les pièces sont entièrement encapsulées dans la poudre de métal. Contrairement au procédé de fusion de lit de poudre de polymère (tel que SLS), les pièces sont fixées à la plate-forme de construction à travers des structures de support. Le support de l'impression 3D en métal est construit en utilisant le même matériau que la pièce et est toujours nécessaire pour atténuer le gauchissement et la distorsion qui peuvent survenir en raison des températures de traitement élevées.
Lorsque l'objet refroidit à la température ambiante, l'excès de poudre est enlevé manuellement et les pièces sont généralement traitées thermiquement tout en restant attachées à la plate-forme de construction pour soulager les contraintes résiduelles. Ensuite, les composants sont détachés de la plaque de construction par découpage, usinage ou électroérosion à fil et sont prêts à l'emploi ou à subir d'autres post-traitements.
Le prix d'une imprimante 3D en métal
Malheureusement, la plupart des vraies imprimantes 3D en métal coûtent plus de 250 000 $, ce qui représente un prix élevé à payer pour quelque chose que vous aimeriez imprimer avec quelques fourchettes et articles ménagers. Un fabricant a décidé de prendre les choses en main et de construire un prototype fonctionnel d'une imprimante 3D de bureau en métal pour un prix à la porté, son prototype utilise la galvanoplastie pour créer des objets métalliques. Une autre entreprise, MatterFab travaille sur une imprimante 3D métallique à bas prix pour une utilisation domestique qui utilise la technologie laser pour faire fondre les couches de poudre de métal ensemble pour créer un objet. Ils sont en train de tester leurs prototypes avec les premiers utilisateurs, ils ne sont donc pas encore disponibles pour le public. Il semble qu'il y ait de l'innovation dans l'impression 3D de bureau en métal, mais rien à un prix raisonnable qui soit encore prêt pour le marché.Sans aucun doute l'impression 3D en métal ouvre de nouvelles dimensions dans la métallurgie. Au même temps l'impression 3D avec des métaux ouvre la possibilité d'un processus de production facil et sans outil.