- Les principes de base
- Comment fonctionnent les imprimantes 3D à métal ?
- Fusion du lit de poudre
- Jet de liant (Binder Jetting)
- Extrusion de métal
- Dépôt direct d'énergie
- Fabrication additive ultrasonique
- Autres procédés d'impression
- Quels sont leurs principaux avantages et limites ?
- Comment l'impression 3D métal est-elle utilisée dans l'industrie aujourd'hui ?
La fabrication additive métal se développe rapidement ces dernières années.
Cet article vous présente une vue d’ensemble de la fabrication additive métallique, à travers les différentes technologies d’impression 3D métal.
Imprimante 3D Métal (DMLS)
Les principes de base
Comment fonctionnent les imprimantes 3D à métal ? Quels sont leurs principaux avantages et limites ? Comment l’impression 3D métal est-elle utilisée dans l’industrie aujourd’hui ?
Nous allons essayer de répondre au mieux à ces questions tout en apprenant davantage sur le principe de base de chaque procédé d’impression 3D métal. Et en comparant avec la fabrication « traditionnelle », vous comprendrez mieux l’état actuel de l’impression 3D sur métal et son grand potentiel.
Comment fonctionnent les imprimantes 3D à métal ?
Comme tous les autres procédés d’impression 3D, les imprimantes 3D métalliques construisent des pièces en ajoutant une couche de matériau à la fois sur la base d’une conception 3D numérique – d’où le terme alternatif de fabrication additive. De cette façon, les pièces peuvent être construites avec des géométries impossibles à fabriquer avec les technologies soustractives « traditionnelles » (usinage CNC) ou formative (fonderie de métaux), et sans avoir besoin d’outillage spécialisé (par exemple, un moule).
A partir de là, les étapes spécifiques que suit chaque imprimante 3D à métal pour fabriquer une pièce varient considérablement selon la technologie :
Fusion du lit de poudre
Un laser à haute puissance (en DMLS/SLM) ou un faisceau d’électrons (en EBM) est utilisé pour lier sélectivement des particules de poudre métallique, couche par couche formant la pièce métallique.
Fabricants : EOS, 3D Systems, Renishaw, SLM Solutions, Concept Laser, Arcam
Jet de liant (Binder Jetting)
Des liants sont projetés sélectivement sur le lit de poudre, liant ces zones ensemble pour former une partie solide, une couche à la fois. Un post-traitement thermique (frittage) sera nécessaire pour éliminer le liant et créer une pièce entièrement métallique. Les liants peuvent être pigmentés afin d’apporter de la couleur à la pièce finale.
Fabricants : Desktop Metal et HP (partenaires de KREOS)
Extrusion de métal
Un filament ou une tige constitué d’un polymère et fortement chargé de poudre métallique est extrudé à travers une buse (comme dans le procédé FDM) pour former la partie « verte » qui est post-traitée (ébavurée et frittée) pour créer une pièce entièrement métallique.
Fabricants : Desktop Metal, Markforged
Dépôt direct d’énergie
La poudre ou le fil métallique est fondu par une source à haute énergie et déposé sélectivement couche par couche sur un substrat, guidé par un bras robotisé multi-axes et ensuite fini par un usinage CNC.
Fabricants : Optomec, Sciaky
Fabrication additive ultrasonique
Les feuilles métalliques sont collées couche par couche à l’aide d’un soudage par ultrasons, puis formées à la forme de conception à l’aide d’un usinage CNC.
Fabricants : Fabrisonic
Autres procédés d’impression
D’autres systèmes d’impression 3D sur métal ont été développés au fil des ans sur la base de technologies d’impression 3D sur plastique éprouvées (telles que Material Jetting ou SLA). L’impression 3D a également été utilisée pour créer des outillages destinés à la fabrication « traditionnelle » des métaux, tels que le moulage en sable ou le moulage de précision.
Aujourd’hui, les procédés d’impression 3D sur métal les plus utilisés sont le frittage laser direct des métaux (DMLS) / fusion sélective au laser (SLM), suivi du jet de liant et de l’extrusion des métaux.
Quels sont leurs principaux avantages et limites ?
Quelques soient les méthodes d’impression, la production en 3D de pièces métalliques permet de répondre à différentes problématiques : résistance à la température, résistance chimique, résistance mécanique. En ce sens, l’impression 3D métallique est très prisée par l’industrie dans les cas où le plastique n’est pas approprié.
Comment l’impression 3D métal est-elle utilisée dans l’industrie aujourd’hui ?
L’impression 3D métallique est historiquement utilisée dans l’aéronautique depuis de nombreuses années. L’automobile et le dentaire sont également de très gros consommateurs de pièces imprimées en 3D en métal. Enfin, avec l’apparition de nouvelles machines et des coûts d’accès de plus en plus abordables, l’impression 3D métal se développe dans toutes les branches industrielles : bijouterie joaillerie, produits de luxe, maroquinerie, métallurgie…