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IMPRIMANTES 3D MÉTAL

La fabrication additive métal : comment ça fonctionne ?

Les imprimantes 3D métal utilisent une technologie laser qui permet, à partir d’un fichier CAO, de fusionner par l’action d’un laser puissant, de fines particules de poudre métalliques, couche par couche d’une épaisseur allant de 5 à 30 µm.
Les structures de support sont générées automatiquement et construites dans le même matériau. Elles seront ensuite retirées manuellement.
Une fois l’impression terminée, la pièce est soumise à un traitement thermique.

Ainsi vous obtenez des pièces métalliques chimiquement pures et denses. De plus avec les imprimantes 3D métal, cette technologie vous permet d’avoir une totale liberté de conception de vos pièces même les plus complexes.

Le système d’impression par imprimante 3D métal ne serait rien sans y intégrer les logiciels spécialement conçus pour la fabrication additive métal.
Différents logiciels ont été développés pour vous permettre de générer un flux de production plus rentable :

Logiciel
"Processing"

Vous définissez vos paramètres de fabrication et suivez les données de production.

Logiciel
"Manufacturing"

Conçu pour la production de petites à moyennes séries de pièces complexes.

Logiciel "Dental"

Vous gérez la fabrication de prothèses dentaires et êtes guidé pas à pas dans l’utilisation de l’imprimante 3D métal.

Dans quel cas, utiliser les imprimantes 3D métal ?

Cette technologie 3D, brevetée et éprouvée, est une alternative pour gagner de nouvelles parts de marché et de nouveaux marchés.

Très largement utilisées dans le secteur de l’aéronautique et la défense, les imprimantes 3D métal trouvent désormais leur intérêt dans d’autres applications telles que le médical, les applications dentaires, la fabrication de moteurs, de moules et la fabrication d’implants.

La fabrication additive métal, réunit la flexibilité de l’impression 3D proprement dite aux propriétés mécaniques du métal.

Utiliser une imprimante 3D métal, vous permettra :

  • propriétés identiques

    De réaliser de pièces avec des propriétés mécaniques identiques à celles des pièces moulées, voir même supérieures dans certains cas.

  • pièces légères

    De concevoir et d’imprimer des pièces en métal plus légère.

  • Cycles courts

    D’avoir des cycles de production plus courts.

  • pièces complexes

    De produire plus rapidement et plus économiquement vos pièces complexes.

Toutes les applications nécessitant des pièces métalliques complexes peuvent bénéficier de l’impression 3D métal.

Les différents matériaux utilisés par l’imprimante 3D métal

Toute une gamme de matériaux de différents prix a été développée par 3D Systems pour répondre à vos besoins.
Voici ci-dessous, quelques exemples d’alliages par application :

Dentaire / Médical

CoCr- Cobalt Chrome
Ti6Al4V Titanium Alloy

Bijouterie / Pièces Automobiles

AISI 304L
AISI 316L
AISI 904L
Ti6Al4V Titanium Alloy
Métaux précieux

Aéronautique

Inconel 718
Inconel 625
Hastelloy X

Outillage / Moules

17-4PH Stainless Steel
1.2709 Maraging Steel
Ti6Al4V Titanium Alloy
AlSi12 Aluminium Allo

Les avantages et applications

IMPRIMANTES 3D MÉTAL

L’impression 3D métal est une technologie innovante, qui s’est fortement développée ces dernières années dans de nombreux secteurs. Elle est adaptée au travail de divers matériaux, et notamment des métaux. Différents types d’imprimantes 3D pour métal existent, mais le principe général reste le même : fabriquer une pièce en volume à partir d’un modèle 3D créé avec un logiciel de CAO. Quelles sont les différentes techniques d’impression de métal, et quelles en sont les applications ? Voici quelques éléments pour faire le point sur les services offerts par ce procédé de pointe.

Les avantages des imprimantes 3D pour métal

Originellement réservées au prototypage, ces machines se sont fortement démocratisées. Elle sont aujourd’hui utilisées dans divers secteurs industriels, et offrent différents services. Elles sont souvent perçues comme une technique révolutionnaire, et pour cause : elles offrent de réels avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de fabrication, comme l’usinage, le moulage ou l’assemblage. L’impression du métal permet d’une part un gain de temps, ainsi que des économies d’argent. Elle est aussi bien adaptée à la réalisation de petites séries qu’à la production de masse, et les formes complexes sont faciles à réaliser. En effet, il est possible de fabriquer des articulations ou même des inclusions d’éléments en monobloc. Selon la machine et la technique choisie, on peut imprimer de gros volumes. Enfin, le dernier avantage est la personnalisation. Chaque réalisation débute par la conception d’un modèle 3D à l’aide d’un logiciel de CAO, qui sera ensuite envoyé à l’imprimante. La réalisation et la livraison d’une pièce sur mesure deviennent ainsi simple et rapide. Les coûts de fabrication ne sont pas gratuits mais les prix des pièces, en volume vendu, atteignent des prix défiant toute concurrence. C’est donc une méthode qui peut être utilisée par les entreprises à chaque étape de leurs projets, de la conception d’un prototype à la production du produit final.

Fonctionnement de l’impression 3D

Les procédés à base de poudres métalliques

Il existe différents types d’imprimantes 3D pour métal. Une des technologies les plus courantes est le frittage de poudre laser SLS (Selective Laser Sintering), aussi appelé DMLS (Direct Metal Laser Sintering) dans le cas des métaux. C’est une méthode qui utilise comme matière première des poudres métalliques. Ce procédé consiste à fritter (c’est-à-dire à souder en chauffant sans faire fondre) des couches successives de poudre. Le modèle en 3D de l’objet à fabriquer est découpé en sections 2D d’épaisseur fixe. A l’aide d’un rouleau et de pistons, la poudre est étalée en couche uniforme, et le laser vient alors fritter la section 2D. Une fois cette première strate fixée, une deuxième couche est appliquée et ainsi de suite. La méthode SLM (Selective Laser Melting) a un principe proche du SLS. Elle consiste à ajouter des couches successives de poudre métallique, mais cette fois les grains sont fondus par le laser et non frittés. L’EBM (Electron Beam Melting) est une technique qui ressemble beaucoup au SLM, dans laquelle la poudre est fondue par un faisceau d’électrons.

Les méthodes par dépôt de filament

Les imprimantes 3D pour métal utilisant la méthode FDM (Fused Deposition Modeling) fonctionnent avec une bobine de filament métallique (acier, bronze, cuivre…). Ce fil est déposé et fondu au fur et à mesure par un extrudeur en couches successives. Pour réaliser des éléments complexes, on peut utiliser des supports qui serviront à soutenir les parties les plus fragiles du modèle lors de la construction. Ils sont généralement réalisés dans un matériau soluble dans l’eau, pour pouvoir les retirer facilement.

La technique de la cire perdue

Elle consiste à imprimer un objet en 3D en cire, puis à fabriquer un moule autour avec un matériau réfractaire. La cire est ensuite fondue pour créer en espace vide, dans lequel on coule du métal. Pour terminer, on effectue les finitions à la main. Cette méthode permet fabriquer des objets de grande qualité, et est notamment utilisée pour le travail des métaux précieux.

Les métaux adaptés à l’impression 3D

Le choix du métal dépend du domaine d’application. L’aluminium est léger et solide, et a des applications dans des domaines où le poids des pièces doit être réduit, comme l’aéronautique. L’acier, éventuellement inoxydable, est un autre matériau fréquemment utilisé. Sa résistance et ses propriétés mécaniques en font une excellente solution pour l’industrie. Les alliages de titane et de cobalt-chrome présentent tous deux une bonne résistance à la corrosion et à l’usure, et sont donc adaptés aux domaines de l’automobile et de l’aérospatial. De plus, ils ont biocompatibles et sont utilisés dans le milieu médical, par exemple pour la fabrication de prothèses. Enfin, les métaux précieux comme l’or et l’argent sont travaillés avec la méthode de la cire perdue pour des applications en joaillerie.

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