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Le post-traitement, le plus grand obstacle pour la FA en métal

Toutes les pièces imprimées en 3D nécessitent une certaine quantité de post-traitement. Les impressions Powder Bed Fusion doivent être sablées pour éliminer l’excès de poudre. Les impressions en résine doivent être rincées, leurs piliers de support retirés et durcis sous une lumière UV. Les impressions par extrusion de filament doivent également avoir des piliers de support retirés, ainsi qu’un traitement à l’acétone ou à l’alcool pour masquer les lignes des couches. En règle générale, le post-traitement des impressions 3D est rapide et simple. Mais pour l’impression 3D métal, le post-traitement représente la moitié (ou plus) du coût et du temps associés à l’impression d’une pièce.

Post-traitement des pièces métalliques

Ce qui incite les utilisateurs à imprimer avec du métal, sa force, est ce qui rend le post-traitement des impressions métalliques beaucoup plus difficile. Les impressions métalliques peuvent passer par jusqu’à six étapes différentes avant d’être expédiées au client. Voici un aperçu de ces étapes pour une impression DMLS, la forme la plus populaire d’impression 3D métal:

Élimination de la poudre

Une fois l’impression métallique terminée, elle est recouverte d’une cuve de poudre métallique. La poudre doit être brossée et recyclée pour une utilisation future. Ce processus se fait avec des gants à travers une chambre fermée car la poudre métallique est dangereuse à respirer.

Soulagement du stress

Le chauffage et le refroidissement rapides qui se produisent pendant le processus d’impression provoquent la formation de contraintes internes dans les impressions métalliques. Ils doivent passer par un traitement de détente (recuit en solution) dans un four ou un four sous vide avec un programme de chauffage et de refroidissement constant pour atteindre leurs propriétés mécaniques complètes.

four sous vide

Retrait de pièce

À ce stade, la pièce est toujours ancrée à une plaque de base via des piliers de support. Si la pièce était retirée de la plaque de base avant l’étape de décompression, elle se déformerait probablement pendant le processus. Soit une scie à ruban, soit un fil EDM est utilisé pour retirer la pièce de la plaque de base, nous sommes donc déjà dans un territoire avec lequel l’opérateur d’imprimante 3D typique n’est pas familier. Les imprimantes 3D métal sont souvent utilisées dans les ateliers d’usinage pour une bonne raison.

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Usinage

Les pièces DMLS ont une bonne dimensionnalité et une bonne précision, mais les pièces métalliques sont parfois utilisées dans des applications sans marge d’erreur. Il n’est pas rare de terminer des impressions 3D métalliques avec un usinage CNC, un fraisage, un tournage, une gravure ou un taraudage; un modèle CAO est utilisé pour prendre des pièces dans les tolérances spécifiées. Pour les pièces irrégulières ou organiques, il peut être difficile de les monter sur le banc de la machine CNC, de sorte que les pattes sacrificielles peuvent être modélisées sur une pièce qui peut servir de points de montage pour l’usinage, puis être coupées par la suite.

avant après dmls

Traitements thermiques avancés

La densité d’une impression métallique est élevée, mais pas tout à fait 100%, mais un processus appelé pressage isostatique à chaud (HIP) peut y parvenir. La combinaison d’une chaleur et d’une pression uniformes fait sortir la microporosité, ce qui donne une pièce complètement solide. C’est une étape assez coûteuse si vous ne possédez pas l’équipement très coûteux pour le faire vous-même.

Traitements de surface

La surface semi-rugueuse des impressions DMLS ne convient pas à toutes les applications. Selon la façon dont la pièce sera utilisée, il peut être nécessaire de limer ses bords, de lisser les canaux ou de polir et polir les faces.

Inspection

Après tout cela, de nombreuses impressions 3D métalliques doivent faire l’objet d’un examen minutieux. S’il s’agit d’une pièce critique sur un avion, il doit passer des tests pour prouver qu’il est à la hauteur de la tâche. Les tests non destructifs typiques peuvent inclure le balayage à la lumière blanche / bleue, le ressuage, le test par ultrasons et le balayage par tomodensitométrie (CT) pour les pièces qui ont des cavités internes et des structures en treillis. Si tout se vérifie, la pièce est expédiée au client.

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Bien que l’impression 3D métal soit certainement plus automatisée et efficace que la fabrication traditionnelle, ce n’est toujours pas aussi facile que d’appuyer sur un bouton pour obtenir une impression métallique. La quantité de post-traitement requise est décourageante pour certains producteurs et fabricants. Bien sûr, de nombreuses entreprises créent des solutions novatrices pour simplifier ces étapes, que nous couvrirons à l’avenir. Restez à l’écoute!

Image présentée avec l’aimable autorisation de NAVAIR Lakehurst Prototype Manufacturing Division

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