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Impression 3D métal : comment ça marche ?

L'impression en 3D s'est largement développée ces dernières années. Si à ses débuts, elle se limitait au plastique, elle sait désormais utiliser d'autres matériaux dans le processus de fabrication et de conception. C'est notamment le cas du métal. L'impression 3D métal a connu une croissance très rapide et ses applications sont infinies. Alors, comment ça marche ? Découvrons-le sans tarder.

À la découverte de l'impression 3D métal

L'impression 3D métal a été imaginée dans les années 1970. Cette technologie se base sur un principe relativement simple à l'instar de l'impression 3D. Une source d'énergie fusionne avec une poudre métallique afin de créer des pièces de métal couche par couche. Les imprimantes 3D métal se basent sur une fabrication 3D numérique. Cela explique pourquoi l'impression 3D est également connue sous le nom de fabrication additive. L'impression 3D métal permet de créer des pièces à partir de la poudre de métal dont la complexité de la géométrie est impossible à réaliser avec des technologies soustractives. Son coût est relativement faible en comparaison aux techniques de fabrication traditionnelles à l'instar de l'usinage ou de la coulée sous vide.

L'impression 3D métal se base sur différents matériaux comme l'aluminium, l'acier, le titane, l'acier, le bronze et des métaux précieux comme l'argent, le laiton et l'or. Ils sont habituellement utilisés dans les imprimantes 3D métal sous forme de poudre. L'impression 3D métal est plébiscitée dans de nombreux secteurs comme l'automobile, l'aéronautique ou le secteur médical. Elle est devenue très accessible avec le large panel d'imprimantes 3D métal commercialisées. Celles-ci se basent sur différentes technologies d'impression 3D métal.

Impression 3D métal comment ça marche

Les différentes technologies d'impression 3D métal

Différentes technologies d'impression 3D sont disponibles et répondent toutes à différents besoins. Une fabrication de produits finis ou un prototypage par exemple ne nécessitent pas forcément la même technologie d'impression 3D pour vos pièces métalliques.

La technologie d'impression 3D DMLS

La technologie Direct Metal Laser Sintering ou Frittage Laser Direct Métal utilise une imprimante 3D métal pour produire couche par couche des pièces à base de poudre métallique. Pour le frittage de celle-ci, une température de l'ordre de 1510 et 1600°C est requise. Ce système de fabrication additive a été breveté dans les années 1990 par ERD et EOS. La technologie d'impression 3D métal DLMS se base sur un modèle 3D généré en amont. Vous pouvez télécharger différents modèles de votre choix depuis notre bibliothèque 3D par exemple. Vous y trouverez de nombreux fichiers 3D gratuits ou payants pour votre impression 3D métal.

La technique de fabrication 3D métal DLSM se distingue de la SLM par le type de métal employé, mais également en raison de ses conséquences. Elle utilise préférentiellement de l'aluminium inoxydable et du titane pour l'impression. Ces deux matériaux ont des points de fusion bien plus élevés que la plupart des métaux. Les avantages de ce système sont nombreux en particulier si vous envisagez de produire des prototypes ou une petite quantité de pièces en métal. Il s'agit en effet d'un procédé qui allie à la perfection rapidité et précision. De plus, il est possible d'attacher une autre pièce à l'intérieur.

La technologie d'impression 3D SLM

La technologie de fabrication 3D Selective Laser Melting ou Fusion sélective par Laser assure une impression 3D métal par ajout de particules de poudre métallique par fusion totale. Pour la fabrication de pièces en métal, il est essentiel d'ajouter un gaz inerte comme l'argon ou l'azote afin d'atteindre la température requise. La principale différence avec la technologie DMLS est en rapport avec la puissance du laser.

Avec la Fusion sélective par Laser, la poudre de métal nécessite de fondre complètement. De ce fait, le processus de fabrication de pièces de métal est plus long, puisqu'elle nécessite un refroidissement lent. La technologie d'impression 3D SLM est plus adaptée à un métal pur comme le Titane. La technologie d'impression 3D SLM a été mise au point en 1995 par l'institut Fraunhoffer. Elle est particulièrement appréciée par son niveau de détail et la rapidité de la phase de fabrication.

La technologie d'impression 3D FDM

La technologie d'impression 3D FDM ou Dépôt de Fil utilise un filament pour l'impression de vos pièces. Plus concrètement, elle consiste à déposer du fil fondu couche par couche à partir d'un modèle 3D. Elle présente l'avantage d'avoir un coût de fabrication très bas pour la création de pièces fonctionnelles et de prototypes.

La projection de liant

La projection de liant ou Binder Jetting est une technologie d'impression 3D qui fritte la poudre de métal par le biais d'un agent liant couche par couche. Ces différentes couches de poudre sont ensuite chauffées, ce qui assure leur solidification. À terme, il suffit de cuire ce qu'il y a sur le plateau afin d'obtenir le résultat désiré. Après quoi, l'objet est extrait et nettoyé à l'aide de souffleuses à air et de brossage. On ajoute ensuite par infiltration de l'acier pour le renforcer. La projection par liant est sans doute la méthode d'impression 3D de pièces de métal la plus rapide et la plus économique. Elle est très pratique pour la fabrication de prototypes et de pièces décoratives.

Le moulage à la cire perdue

Le moulage à la cire perdue est un procédé qui combine l'impression 3D métal et des techniques de fabrication. La première étape est la fabrication du modèle 3D original en cire. Avec cette copie exacte de ce que vous souhaitez créer, vous versez par-dessus un moule de plâtre. Dès que celui-ci est prêt, on procède à l'injection du métal non pas sous forme de poudre, mais sous forme liquide pour remplacer la cire. Le moulage à la cire perdue est un procédé d'impression 3D métal très utilisé dans la fabrication d'objets à bouts pointus, notamment dans la bijouterie. Le laiton et l'or sont les deux métaux les plus utilisés dans cette méthode d'impression 3D.

Impression 3D métal comment ça marche

Autres procédés d'impression 3D métal

D'autres technologies d'impression 3D métal existent et méritent également d'être mentionnées. C'est notamment le cas du dépôt sous énergie concentrée, de la fabrication additive par ultrason, de l'extrusion de métal. Dans le cadre de la fabrication de pièces de métal par dépôt sous énergie concentrée, la poudre est fondue par une source à haute énergie. Elle est déposée sélectivement couche par couche sur un substrat. En ce qui concerne la fabrication additive par ultrason, des feuilles métalliques sont utilisées à la place de la poudre. Elles sont collées à l'aide d'un soudage par ultrasons. Enfin, l'extrusion de métal est un procédé de fabrication 3D métal qui emploie un filament ou une tige constituée d'un polymère et chargée de poudre métallique.

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