La fabrication additive en métal connaît une croissance rapide ces dernières années. Dans cet article, nous vous présenterons une vue d’ensemble des technologies d’impression 3D en métal.
Les bases de la fabrication additive en métal
Comment fonctionnent les imprimantes 3D en métal ? Quels sont leurs avantages et leurs limites ? Comment cette technologie est-elle utilisée dans l’industrie aujourd’hui ? Nous vous expliquerons les principes de base de chaque procédé d’impression 3D en métal et comparerons ces techniques avec les méthodes de fabrication traditionnelles, afin de vous donner un aperçu de l’état actuel de l’impression 3D en métal et de son énorme potentiel.
Le fonctionnement des imprimantes 3D en métal
Comme pour tous les autres procédés d’impression 3D, les imprimantes en métal construisent les pièces en ajoutant une couche de matériau à la fois, à partir d’une conception 3D numérique. C’est ce qu’on appelle la fabrication additive. Grâce à cette technologie, les pièces peuvent être créées avec des formes impossibles à réaliser avec les méthodes traditionnelles de fabrication soustractive (comme l’usinage CNC) ou formative (comme la fonderie de métaux), et sans nécessiter d’outils spécialisés tels que des moules.
Les étapes spécifiques suivies par chaque imprimante 3D en métal varient considérablement en fonction de la technologie utilisée :
Fusion du lit de poudre
Dans ce procédé (DMLS/SLM), un laser à haute puissance ou un faisceau d’électrons est utilisé pour fusionner sélectivement des particules de poudre métallique, couche par couche, afin de former la pièce en métal.
Fabricants : EOS, 3D Systems, Renishaw, SLM Solutions, Concept Laser, Arcam
Jet de liant (Binder Jetting)
Ce procédé consiste à projeter sélectivement des liants sur le lit de poudre, en les utilisant pour lier les particules et former la pièce couche par couche. Un traitement thermique ultérieur (frittage) est nécessaire pour éliminer les liants et créer une pièce entièrement métallique. Les liants peuvent être pigmentés pour donner de la couleur à la pièce finale.
Fabricants : Desktop Metal et HP (partenaires de KREOS)
Extrusion de métal
Dans ce procédé, un filament ou une tige constituée d’un polymère chargé de poudre métallique est extrudé à travers une buse, similaire au procédé FDM utilisé pour l’impression 3D en plastique. La pièce ainsi formée est ensuite traitée (ébavurage et frittage) pour créer une pièce entièrement métallique.
Fabricants : Desktop Metal, Markforged
Dépôt direct d’énergie
Dans ce procédé, la poudre ou le fil métallique est fondu par une source d’énergie intense, puis déposé sélectivement couche par couche sur un substrat à l’aide d’un bras robotisé multi-axes. Enfin, la pièce est finie par un usinage CNC.
Fabricants : Optomec, Sciaky
Fabrication additive ultrasonique
Ce procédé consiste à coller couche par couche des feuilles métalliques à l’aide d’un soudage par ultrasons, puis à donner à la pièce sa forme finale en utilisant un usinage CNC.
Fabricants : Fabrisonic
Autres procédés d’impression
D’autres systèmes d’impression 3D en métal ont été développés au fil des ans, en adaptant des technologies d’impression 3D en plastique éprouvées, telles que la projection de matériaux ou la stéréolithographie (SLA). L’impression 3D est également utilisée pour créer des outils destinés aux méthodes traditionnelles de fabrication de métaux, comme le moulage en sable ou le moulage de précision.
Aujourd’hui, les procédés d’impression 3D les plus utilisés en métal sont le frittage laser direct des métaux (DMLS/SLM), suivi du jet de liant et de l’extrusion de métal.
Les avantages et limites des technologies d’impression 3D en métal
Quelle que soit la méthode utilisée, la production en 3D de pièces métalliques présente de nombreux avantages. Elle permet de répondre à des exigences spécifiques, comme la résistance à la température, la résistance chimique et la résistance mécanique. Ainsi, l’impression 3D métallique est particulièrement appréciée dans l’industrie lorsque le plastique ne convient pas.
L’utilisation de l’impression 3D en métal dans l’industrie aujourd’hui
L’impression 3D métallique est utilisée depuis de nombreuses années dans le secteur de l’aéronautique. L’automobile et la dentisterie sont également des domaines où l’utilisation de pièces imprimées en 3D en métal est courante. Avec l’apparition de nouvelles machines et des coûts d’accès de plus en plus abordables, l’impression 3D métallique se développe dans toutes les industries, notamment la bijouterie, les produits de luxe, la maroquinerie et la métallurgie.
Maintenant que vous connaissez les secrets de la fabrication additive en métal, vous êtes prêt à découvrir les possibilités infinies de cette technologie révolutionnaire. Alors, n’hésitez plus et plongez dans le monde fascinant de l’impression 3D en métal !
