Au sommaire
  1. Fabrication additive SLM & DMLS : quelle est la différence ?
  2. Comment fonctionne l'impression 3D métal ?

Le frittage laser direct des métaux (DMLS) et la fusion sélective au laser (SLM) sont les procédés de frittage 3D des métaux les plus utilisés aujourd’hui. Ils sont particulièrement adaptés aux applications haut de gamme car ils offrent une grande liberté de conception et des propriétés de matériaux avancées.
Dans cet article, nous approfondirons le processus de fabrication, les caractéristiques techniques et les avantages et limites de ces deux procédés très similaires.

La fusion sélective au laser (SLM) et le frittage laser direct des métaux (DMLS) sont deux procédés de fabrication additive métallique qui appartiennent à la famille d’impression 3D par fusion en lit de poudre. Les deux technologies ont beaucoup de similitudes : elles utilisent toutes deux un laser pour scanner et fusionner (ou fondre) sélectivement les particules de poudre métallique, en les liant ensemble et en construisant une pièce couche par couche. De plus, les matériaux utilisés dans les deux procédés sont des métaux qui se présentent sous forme granulaire.

Fabrication additive SLM & DMLS : quelle est la différence ?

Les différences entre SLM et DMLS résident dans les fondamentaux du procédé de liaison des particules (et aussi dans les brevets). Le procédé SLM utilise des poudres métalliques avec une seule température de fusion et fait fondre complètement les particules, tandis que dans le procédé DMLS, la poudre est composée de matériaux avec des points de fusion variables qui fusionnent à un niveau moléculaire à des températures élevées.

Essentiellement :

La technologie SLM produit des pièces à partir d’un seul métal, tandis que la DMLS produit des objets 3D à partir d’alliages métalliques.

Le SLM et le DMLS sont tous deux utilisés dans des applications industrielles pour créer des produits d’ingénierie d’utilisation finale. Dans cet article, nous utilisons le terme d’impression 3D sur métal pour désigner les deux procédés en général et nous décrivons les mécanismes de base du procédé de fabrication qui sont nécessaires aux ingénieurs et aux concepteurs pour comprendre les avantages et les limites de la technologie.

Il existe d’autres procédés de fabrication d’additifs qui peuvent être utilisés pour produire des pièces métalliques denses, comme la fusion par faisceau d’électrons (EBM) et la fabrication additive par ultrasons (UAM). Leur disponibilité et leurs applications sont toutefois limitées et ne seront donc pas présentées ici. Cliquez ici pour plus d’informations sur le procédé de Binder Jetting, (jet de liant).

Comment fonctionne l’impression 3D métal ?

Les étapes du procédé de fabrication additive, par fusion sur lit de poudre (SLM : Sintering Laser Melting) sont les suivantes :

  • La chambre de construction est d’abord remplie de gaz inerte (par exemple de l’argon) pour minimiser l’oxydation de la poudre métallique
  • Elle est, ensuite, chauffée à la température optimale de fabrication.
  • Un lit de poudre métallique est étalée sur une plaque support (quelques dizaines de micromètres)
  • Puis un laser à haute puissance balaie la section transversale du composant, faisant fondre (ou fusionner) les particules métalliques ensemble pour créée la couche suivante. Toute la zone du modèle est scannée, de sorte que la pièce 3D est construite entièrement solide.
  • Lorsque le processus de numérisation est terminé, la plate-forme de construction se déplace vers le bas d’une épaisseur de couche.
  • Un nouveau cycle démarre, le bac mobile étend une autre couche mince de poudre métallique. Le processus est répété jusqu’à ce que toute la partie soit terminée.

Lorsque le processus de fabrication est terminé, les pièces sont entièrement encapsulées dans la poudre métallique. Contrairement au procédé de fusion en lit de poudre de polymère (tel que SLS), les pièces sont fixées à la plate-forme de construction par des structures de support. Dans l’impression 3D sur métal, le support est construit avec le même matériau que la pièce. Il est toujours nécessaire pour atténuer le gauchissement et la distorsion qui peuvent survenir en raison des températures de traitement élevées.

Lorsque le bac refroidit à la température ambiante, la poudre excédentaire est retirée manuellement et les pièces sont généralement traitées thermiquement tout en étant encore fixées à la plate-forme de construction pour soulager toute contrainte résiduelle. Les composants sont ensuite détachés de la plaque support par découpe, usinage ou électroérosion à fil et sont prêts à l’emploi ou à un post-traitement ultérieur.