Les différents processus

Fabrication additive - Impression 3D

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Les différents procédés en Impression 3D

  • Frittage de poudre
  • Stéréolithographie
  • Dépôt de fil fondu
  • Projection de poudre
  • Projection de gouttes
  • Stratoconception
  • Projection de liant sur poudre
  • ADAM : Atomic Diffusion Additive Manufacturing

Fabrication additive : frittage de poudre

Les différentes techniques de frittage de poudre :

SLS (Selective Laser Sintering) : Cette technique consiste à fusionner de fines particules de poudre (préalablement déposées par couches avec un rouleau sur un plateau) avec un laser afin de réaliser une section de la pièce souhaitée.

Une fois la première couche fusionnée, le plateau descend afin de permettre l’étalement de la couche suivante.
Puis le processus précédent est répété jusqu’à obtention de la pièce.
Matériaux : pulvérulent, type polyamide, verre, céramique...
Ce procédé n’impose généralement pas de support, la poudre non fusionnée constituant ce support.

DMLS (Direct Metal Laser Sintering) : procédé identique au SLS (Selective Laser Sintering), les matériaux utilisés étant métalliques.
Ce procédé impose un support constitué par la poudre métallique fusionnée qu'il s'agira d'éliminer après synthétisation.

SLM (Selective Laser Melting) : procédé similaire au DMLS mais le degré de fusion des grains est plus élevé, ils sont donc totalement fusionnés.

EBM (Electron Beam Melting) : procédé similaire aux techniques précédentes à ceci près qu’elle utilise un faisceau d’électron au lieu du laser.
Les températures atteintes dans la chambre (jusqu’à 1000°C avec taux de vide élevé) permettent de produire des parties métalliques très denses et donc de tendre vers les caractéristiques du matériau isotrope pur tout en éliminant le traitement thermique de détensionnement.

Avantages par rapport au SLM :
- le faisceau d’électrons peut être divisé pour fusionner la poudre en plusieurs endroits différents
- densité énergétique plus élevée.

Inconvénients par rapport au SLM :
- faisceau d’électrons plus divergent que le rayon laser, d’où moindre précision
- les matériaux utilisés doivent être conducteurs pour interagir avec le faisceau d’électrons.

 

Fabrication additive - Processus Stereolithographie

Les différentes techniques de stéréolithographie :

SLA (StereoLithography Apparatus) : Cette technique utilise le principe de photo-polymérisation de résines photopolymères liquides.
À chaque descente du plateau de la valeur d’une épaisseur de couche, le laser (rayonnement UV) balaye la couche de résine en fonction de la forme de l’objet et la solidifie.
Selon les résines, l’objet doit être nettoyé dans un bain de solvant puis placé dans un four à UV pour finaliser le durcissement.

DLP (Digital Light Processing) : procédé identique au SLA (StereoLithography Apparatus).
La polymérisation est réalisée par une ampoule et la plate-forme monte au lieu de descendre en SLA.

 

Fabrication additive : dépôt de fil fondu

La technique de dépôt de fil fondu :

FDM (Fused Deposition Modeling) ou FFF (Fused Filament Fabrication) : Cette technique consiste à chauffer un filament thermoplastique (PLA (Polylactic Acid) ou ABS) et à l’appliquer à l’aide d’une buse sur le plateau.
Cette technique peut nécessiter un support qui sera constitué de fil fondu à éliminer ultérieurement.

 

Fabrication additive : projection de poudre

La technique de projection de poudre :

DMD (Direct Metal Deposition) : Cette technique consiste à pulvériser directement la poudre métallique dans le faisceau du laser (à la différence des autres procédés qui utilisent un lit de poudre).
Cela permet d’appliquer directement le métal en fusion sur le support pour réaliser la pièce.
Épaisseur du dépôt : de 0.6mm à 2.4mm.
De 0.2 à 0.8mm pour l’épaisseur des couches.
Ce procédé peut être utilisé pour la réparation de pièces.

 

Fabrication additive : projection de gouttes

La technique de projection de gouttes :

Projection de gouttes : Ce procédé consiste à envoyer une résine photopolymère sous forme de gouttes (comme une imprimante traditionnelle), pour former une première couche. Ensuite, une source UV solidaire de la tête d’impression solidifie la résine par polymérisation.
Ce processus est répété pour l’obtention de la pièce finale qui ne nécessite pas d’étape de finition.
Cette méthode permet d’obtenir des pièces avec des propriétés physiques et mécaniques variées, allant de la flexibilité d’un élastomère à la rigidité d’un polymère type ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène).
Procédé appelé PolyJet, Multijet Modeling, Material Jetting.

 

 Fabrication additive : stratoconception

La technique de stratoconception :

Stratoconception : Ce procédé consiste en la décomposition d’un objet en couches élémentaires, appelées strates.
Chacune de ces strates est directement fabriquée par micro-fraisage rapide ou par découpe laser à partir de tout matériau en plaque.
Toutes ces strates sont ensuite positionnées par des éléments d'imbrication et assemblées afin de reconstituer la pièce finale.

 

Fabrication additive : projection liant sur poudre

La technique de projection de liant sur poudre :

Projection d’un liant sur poudre : ce procédé consiste à déposer à l’aide d’un rouleau une fine couche de poudre de matériau sur le plateau d’impression.
Une tête d’impression vient ensuite appliquer un liant liquide.
Puis la plateforme descend légèrement et le processus se répète.
Cette méthode permet de réaliser des pièces de couleur grâce au liant pouvant être coloré.

 

ADAM : Atomic Diffusion Additive Manufacturing

Ce processus consiste dans un dépôt couche par couche d'une poudre métallique contenue dans un liant polymère.

Une fois l'impression 3D achevée, la pièce est chauffée afin d'éliminer le liant et de fusionner les particules métalliques entre elles.

Cette technologie de fabrication additive permet de produire des pièces métalliques dont les formes sont impossibles à réaliser avec les autres processus d'impression 3D métal.