Les poudres métalliques dans la fabrication additive
Beaucoup de gens pensent encore que le plastique est le seul matériau imprimable en 3D, or cela n’est plus le cas aujourd’hui. Grâce aux avancées technologiques, il est maintenant possible de s’attaquer à d’autres matières comme le métal.
La poudre de métal pour l’impression 3D
La fabrication additive offre une grande liberté en ce qui concerne le design des pièces. En outre, elle permet d’économiser de la matière première, de l’énergie et du temps, comparée aux techniques de fabrication soustractive. C’est pourquoi les recherches sur l’utilisation d’autres matériaux comme le métal ont été initiées. Actuellement, les métaux constituent même la deuxième matière la plus utilisée après les polymères thermoplastiques.
Le plus souvent, l’impression 3D métal utilise le procédé DMLS ou la fusion sur lit de poudre. Cette technique permet de faire fondre les particules de métal afin qu’elles fusionnent pour former un objet solide et résistant. Ainsi, il n’y aura aucune trace de fixation.
Les différents matériaux utilisés en impression 3D et leurs applications
Le titane
Le titane est réputé pour sa légèreté et sa résistance à la corrosion, sans oublier sa solidité. La mise en forme de ce matériau par les techniques traditionnelles reste encore onéreuse. Pourtant, les finitions laissent souvent des marques. La soudure, entre autres, peut laisser des dépôts d’impuretés, ce qui rend la structure fragile. De plus, le titane étant un métal qui refroidit très vite, il faut des outils spécifiques pour pouvoir le travailler. C’est la raison pour laquelle de plus en plus d’industries se tournent vers la fabrication additive.
Les industries automobiles et aéronautiques sont particulièrement friandes du titane. Étant aussi un matériau biocompatible, il trouve son application dans la médecine.
L’acier inoxydable
Communément appelé « inox », l’acier inoxydable constitue le premier métal utilisé pour l’impression 3D. Il est choisi pour sa très haute résistance à la corrosion, comme son nom l’indique. Il existe plusieurs types d’inox, mais les plus connus sont le M1 et le StainlessSteel GP1. Ils ont la particularité de se déformer sans qu’une rupture n’apparaisse (grande ductilité).
Le MaragingSteel MS1 en est aussi une autre variété. Il est utilisé pour confectionner des outillages rapides, ainsi que des moules. Une grande dureté et une forte solidité lui sont attribuées grâce à un traitement thermique ultérieur.
L’aluminium
L’aluminium est un alliage connu pour sa légèreté et sa solidité. Composé de magnésium et de silicium, ce matériau est idéal pour la fabrication de moules dont les parois sont fines et à structure géométrique complexe.
La poudre d’aluminium mélangée à celle d’un polyamide donne la poudre d’alumide. C’est un matériau qui a l’avantage de donner des pièces flexibles avec un aspect proche du métal. Cependant, ces dernières nécessitent souvent des travaux de finition.
Le cobalt chrome
Le cobalt chrome est un matériau travaillé par EBM (Electron Beam Melting). Il s’agit d’un procédé permettant de fusionner les poudres grâce à l’action d’un faisceau d’électrons. Cet alliage peut être utilisé pour la conception d’outillage et de moules car en plus d’être solide, il résiste à la corrosion et à l’usure.
Dans le domaine médical, le CoCrMo est très employé pour son rendu lisse et pour sa résistance. Il entre par exemple dans la composition des prothèses du genou ou dans celle des couronnes dentaires.
Les métaux précieux
Aujourd’hui, les métaux précieux comme l’or ou le platine peuvent être imprimés par frittage laser. Le procédé reste le même que ce soit pour des bijoux ou pour des pièces. Néanmoins, dans le domaine de la bijouterie, la technique de moulage à cire perdue reste la plus utilisée.
Certaines industries développent notamment des filaments composites métalliques dans lesquels on retrouve du PLA et certains métaux précieux incluant le cuivre ou le bronze.
L’impression 3D métal a ouvert plusieurs portes dans le monde de l’industrie. Elle offre une rapidité d’exécution, de la résistance, de la qualité et de l’économie de matériaux. Toutefois, certains procédés restent encore très chers et souvent, il faut effectuer des travaux de finitions pour avoir une pièce fonctionnelle.