5 types d'impression 3D d'impression 3D sur métal et leurs matériaux

L'impression 3D métal, ou fabrication additive, a transformé les secteurs de la fabrication et du prototypage en permettant la fabrication de pièces métalliques complexes et performantes. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui impliquent de découper le matériau, l'impression 3D de métaux construit les pièces couche par couche, ce qui permet d'atteindre un niveau de précision plus élevé et une plus grande liberté de conception. Avec de nombreux procédés d impression 3D métal de métaux, les entreprises peuvent désormais fabriquer des pièces et des composants métalliques sur mesure pour des secteurs allant de l'aérospatiale à l'automobile. Cet article présente cinq types courants de procédés d'impression 3D de métaux, ainsi que les matériaux utilisés dans chacun d'entre eux.

1. Fusion sélective par laser (SLM)

La fusion sélective par laser est l'une des méthodes les plus populaires dans la catégorie de l'impression 3D de métaux. Elle consiste à faire fondre de la poudre métallique à l'aide d'un laser à haute puissance pour produire la pièce finale couche par couche. La SLM permet d'obtenir des pièces très détaillées, très solides et aux performances mécaniques impressionnantes.

Les matériaux : De nombreux métaux, tels que l'alliage de titane, l'acier inoxydable, l'aluminium et l'Inconel, sont généralement utilisés avec la technique SLM. Ces poudres métalliques présentent un rapport poids/résistance exceptionnel, associé à une résistance aux températures élevées ; ces métaux sont donc idéaux pour les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile.

La technique SLM est la mieux adaptée à l'impression 3D de métaux personnalisés, car elle permet de produire des géométries complexes qu'il serait trop difficile, voire impossible, de réaliser avec les techniques de fabrication conventionnelles. Par conséquent, si vous avez besoin de pièces spécifiques, la SLM est une solution intéressante car elle minimise les coûts d'outillage et réduit les délais de mise sur le marché des produits.

2. Fusion par faisceau d'électrons (EBM)

La fusion par faisceau d'électrons est une méthode de traitement par fusion en lit de poudre similaire à la SLM, mais qui utilise un faisceau d'électrons au lieu d'un laser pour la fusion de la poudre métallique. Ce procédé est principalement utilisé pour la production de pièces dans les secteurs de l'aérospatiale, de la médecine et de la défense, car il permet de fabriquer des pièces denses et très performantes.

Matériaux : L'EBM est généralement utilisé pour les alliages de titane tels que le Ti-6Al-4V, qui sont préférés pour leur résistance, leur faible poids et leur biocompatibilité. Cela signifie qu'elle peut être particulièrement utile pour l'usinage sur mesure de pièces pour lesquelles le titane est nécessaire en raison de ses propriétés particulières. Les pièces fabriquées sous faisceau d'électrons ont une forme de haute densité et sont exemptes d'oxydation, ce qui renforce leur résistance grâce au faisceau d'électrons à haute énergie qui fonctionne sous vide. La réduction des contraintes résiduelles, qui est primordiale dans les industries lourdes, est un autre avantage supplémentaire de la fabrication par EBM.

3. Dépôt direct d'énergie (DED)

Le terme "dépôt direct d'énergie" (DED) désigne essentiellement une forme d'impression 3D de métal, dans laquelle la refonte de la matière première métallique sur un substrat est effectuée à l'aide d'une source d'énergie ciblée telle qu'un laser ou un faisceau d'électrons. Un tel processus est considéré comme extrêmement flexible et les pièces peuvent donc être hautement personnalisées, réparées ou modifiées.

Matériaux : Divers matériaux peuvent être traités par DED, notamment les aciers inoxydables, les alliages de titane, l'Inconel et les alliages cobalt-chrome. Ces matériaux sont généralement choisis pour leur résistance à la corrosion et à la chaleur et pour leurs propriétés mécaniques.

En outre, le DED est souvent utilisé pour son usinage sur mesure, car il permet d'ajouter des matériaux à des composants existants en vue de réparations et/ou de modifications de la conception, tout en évitant la nécessité d'une refabrication complète.

4. Jet de liant

L'injection de liant est définie comme une impression 3D de métal métallique dans lequel un liant liquide est déposé de manière sélective sur une poudre métallique pour créer une pièce. Une fois la pièce entièrement imprimée, elle est placée dans un four pour le frittage afin que les particules de métal fusionnent pour former une structure solide. Cette technique est généralement utilisée pour des séries de production faibles à moyennes.

Matériaux : L'acier inoxydable, le cuivre et l'acier à outils figurent parmi les matériaux les plus courants utilisés pour le jet de liant. Le choix du matériau est très souvent dicté par la nécessité d'obtenir des composants moins sollicités, mais solides et durables sous des charges élevées.

Par exemple, l'un des avantages de la projection de liant lorsqu'elle est utilisée pour les services d'impression 3D de services d'impression 3D de métaux est la capacité d'imprimer des pièces à géométrie complexe. Grâce à ces caractéristiques, les industries n'ont pas à se préoccuper de faire fabriquer des pièces sur mesure pour de petites séries de prototypes ou de faibles volumes de production.

5. Extrusion de métal (modélisation par dépôt de métal en fusion)

L'extrusion métallique ou la modélisation par dépôt de métal en fusion (FDM) est identique à la modélisation par dépôt de plastique normale, à ceci près que les filaments thermoplastiques sont remplacés par des filaments métalliques. Ces filaments sont un mélange de poudres métalliques et de liants et sont extrudés à travers une buse chauffée, couche par couche, pour donner naissance à la pièce souhaitée.

Matériaux : L'extrusion de métal peut être réalisée sur différents matériaux tels que l'acier inoxydable, le bronze et l'aluminium. Les matériaux sont souvent un compromis entre les exigences de la pièce (résistance, ductilité et coût). L'impression 3D de métal sur mesure pour la production de faibles volumes ou pour des pièces à utiliser en post-traitement est courante avec cette méthode. La méthode d'extrusion de métal permet également une production à grande échelle, ce qui en fait un choix flexible pour les entreprises fournissant des services d'impression 3D de métal.

Conclusion

Si les méthodes SLM, EBM, DED, Binder Jetting et Metal Extrusion traitent les métaux pour les applications 3D, chacune présente des avantages uniques en fonction des propriétés des matériaux, de la complexité des pièces et des applications finales. Si vous souhaitez produire des pièces usinées sur mesure pour des applications dans les domaines de l'aérospatiale, de l'automobile ou de la médecine, il a été constaté que l'impression 3D de métaux peut maintenant être utilisée pour atteindre la flexibilité et la haute précision que l'on attend de la fabrication moderne. Contactez-nous pour connaître la méthode d'impression 3D et le matériau appropriés pour fabriquer des pièces de haute performance pour leurs applications spécifiques.

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