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Impression 3D de métaux (fabrication additive)

L'impression 3D (souvent appelée fabrication additive) des métaux ne s'est développée que ces dernières années, mais est déjà considérée comme l'une des technologies d'avenir.

L’impression 3D désigne la fabrication de composants couche par couche. Cette méthode de fabrication est différente des procédés de fabrication traditionnels du fait que les composants sont directement composés, par la fonte de poudre ou de fil, par exemple. Cette méthode de production est utilisée depuis longtemps dans le domaine des plastiques.

La fabrication additive présente de nombreux avantages pour la fabrication de composants complexes dans des petits lots ou de manière ponctuelle, lorsque ces composants sont difficiles à fabriquer en employant les méthodes de production traditionnelles.

Les méthodes actuelles de fabrication additive métallique peuvent être organisées en fonction des aspects de l’ajout de matière et des sources d’énergie:

Source d’énergie

 Ajout de matière

Faisceau laser Rayon cathodique Faisceau
plasma / arc
Ofen
 Lit de poudre X X    
 Pulvérisation de poudre X   X  
 Ajout de fil X X X  
 Binder       X

 

Lit de poudre

Les techniques les plus fréquemment utilisées aujourd’hui impliquent un lit de poudre. Les techniques sont appelées fusion par faisceau laser (LBM pour Laser-Beam Melting en anglais) ou fusion par faisceau d’électrons (EBM pour Electron Beam Melting en anglais).

Fusion par faisceau laser (L-PBF = Laser Powder Bed Fusion)

 

Pulvérisation de poudre

La pulvérisation de poudre nécessite l’utilisation d’un gaz vecteur. La pulvérisation de poudre est déjà utilisée dans la fabrication additive et est connue sous le nom de dépôt de métal par laser (LMD pour Laser Metal Deposition en anglais). L’utilisation du procédé Plasma est connue sous le nom de dépôt par procédé plasma depuis de nombreuses années.

Dépôt de métal par laser (LMD = Laser Metal Deposition) Projection plasma

 

Ajout de fil

En raison du coût relativement faible du matériau supplémentaire, ces méthodes sont de plus en plus utilisées.

LMD-W = Laser Metal Deposition with Wire LMD-W = Laser Metal Deposition with Wire WAAM = Wire Arc Additive Manufacturing

 

Binder

Metallische Pulver werden mit einem Binder vermischt. Aus diesem Binder wird ein Bauteil Lage für Lage gedruckt. Nach dem Druck wird zuerst der Binder ausgeheizt. Im folgenden Schritt wird das Bauteil bei hoher Temperatur gesintert.

 

Addline - Gaz pour l'impression 3D

Différents gaz sont utilisés dans le procédé de fabrication additive. En font partie les gaz protecteurs et inertes, les gaz vecteurs et les gaz destinés au refroidissement des composants assemblés. Le gaz nécessaire et le degré de pureté dépendent de la méthode utilisée et de la matière brute.

Weiterhin werden Gase für die Nachbehandlung der Bauteile benötigt und bei der Entfernung von Restpulvern eingesetzt. In den meisten Fällen ist ausserdem eine Wärmenachbehandlung nach dem Druckprozess erforderlich. Häufig ist dies ein Spannungsarmglühen, bei dem ein Schutzgas benötigt wird. Auch andere Wärmebehandlungen können nötig werden.