L'impression 3D à partir de métal prend de l'ampleur

Alors que les concepteurs et les ingénieurs ont réussi dans l'impression 3D lors du prototypage et de la fabrication de petites pièces en plastique et en matériaux polymères, les récents progrès dans la fabrication de pièces métalliques utilisant la technologie des métaux additifs ont créé certaines des pièces imprimées en 3D les plus étonnantes de l'histoire. Impression 3D.

Fait intéressant, les principaux brevets pour l'impression 3D à partir de métal expirent fin 2016. Et bien que l'utilisation massive de l'impression 3D FDM par les consommateurs ordinaires n'ait pas encore répondu aux attentes de la majorité, l'impression 3D en métal permet aux développeurs de produits d'utiliser tout le potentiel de l'impression 3D, pas inférieur aux méthodes de moulage ou d'usinage traditionnelles, et dans certains cas même de les surpasser en prix et en série de vitesse de production.

L'impression 3D à partir de métal implique une technologie de fabrication additive utilisant de la poudre de métal. Nous traitons soit du frittage laser direct des métaux ( DMLS ), soit de la fusion laser sélective (SLM), qui est appelée différemment, uniquement à cause des guerres de brevets.



Contrairement à la technique traditionnelle de fabrication de structures métalliques basée sur la découpe, le fraisage et l'estampage, l'impression 3D du métal crée des pièces en couches, en fusionnant le matériau sous l'action d'un faisceau laser, qui dessine littéralement la forme de chaque couche jusqu'à ce que l'objet soit complètement prêt.



La combinaison d'outils de conception modernes qui optimisent la modélisation et l'analyse pour créer la conception optimale - par exemple, la fabrication de structures en treillis légères qui sont fonctionnellement optimisées et adaptées à la production à l'aide de la technologie additive - permet non seulement de réduire le temps de fabrication des pièces, mais également d'obtenir des produits beaucoup plus durables et légers. par rapport aux pièces fabriquées selon les méthodes de fabrication traditionnelles.

Par exemple, dans le domaine de la recherche spatiale, les leaders de l'industrie, la société SpaceX Ilona Maska et la NASA utilisent toutes les capacités de l'impression 3D à partir de métal pour fabriquer des pièces de fusées, ce qui leur permet de réduire considérablement les coûts tout en améliorant les caractéristiques opérationnelles. SpaceX utilise largement des pièces métalliques pour la chambre de combustion du moteur SpaceX SuperDraco.

La NASA a pu développer une turbopompe pour son moteur-fusée, contenant 45% de pièces en moins que les pompes fabriquées à l'aide de techniques de fabrication traditionnelles. Il semble que bientôt l'ensemble du moteur de fusée puisse être "assemblé" sur une imprimante 3D. Ce n'est qu'une question de temps.

Ainsi, dans certaines industries, le succès de l'impression 3D peut être exagéré, mais ses mérites ne peuvent être niés dans d'autres.

Retour sur Terre. L'industrie aérospatiale est l'une des industries à la croissance la plus rapide utilisant des pièces métalliques imprimées en 3D, ce qui peut réduire considérablement le poids total de l'avion et en même temps augmenter l'efficacité de l'assemblage avec la possibilité de personnaliser la structure. Aujourd'hui, le géant de l'aviation, Boeing Corporation, a produit plus de 20 000 pièces fabriquées à l'aide d'une technologie additive pour des avions vendus avec succès.

De même, Airbus utilise largement ses différentes pièces imprimées en 3D sur ses avions. La société a même partagé sa technologie unique avec d'autres professionnels non Airbus. La conception bionique des produits standard prend de l'ampleur avec l'utilisation de l'impression 3D en vue de la simplification significative de la conception et avec des caractéristiques de résistance égales des éléments nécessaires.

Tout comme les pièces métalliques imprimées sur une imprimante 3D changent complètement la façon dont nous voyageons dans l'air, à la fois dans l'espace et sur Terre, elles fournissent des réalisations exceptionnelles dans le domaine des soins de santé. Les perspectives sont si prometteuses que la Food and Drug Administration des États-Unis a approuvé l'utilisation d'implants métalliques imprimés en 3D pour les procédures médicales. Des sociétés apparaissent en Russie qui fabriquent des endoprothèses individuelles uniques à l'aide de systèmes de fusion laser sélectifs des
métaux.

Parmi les avancées récentes de l'impression 3D en métal dans le secteur médical, il est fait mention d'un implant crânien en titane et d'une cage thoracique imprimée sur une imprimante 3D. Un implant crânien et une cellule thoracique ont été fabriqués sur commande pour les patients atteints de cancer à l'aide d'images numériques après des opérations de retrait de tumeur.

Les méthodes soustractives de fabrication de pièces métalliques, y compris le tournage, le tournage et le concassage, nous ont aidés à créer les produits et technologies les plus étonnants au cours des 200 dernières années, mais il ne nous a fallu que quelques années pour comprendre l'efficacité de la technologie additive de fabrication de pièces métalliques.

Avec les puissantes fonctionnalités des logiciels modernes - la CAO et la possibilité de créer de nouveaux éléments géométriques qui n'auraient pas pu être créés autrement, les industries qui utilisent largement des produits métalliques complexes - en particulier les industries spatiales et aérospatiales, les soins de santé - connaissent une véritable révolution dans la production, grâce à Capacités d'impression 3D.

L'impression 3D répond aux exigences de ces industries dans la production de pièces métalliques complexes fabriquées sur commande et dans un volume relativement faible. Avec les nouvelles imprimantes 3D et les nouveaux matériaux apparaissant ici et là, il n'est pas surprenant que la demande d'impression 3D à partir de métal continue de croître.

Alors que les usines de fusion laser sélective restent chères et encombrantes, nécessitent du personnel qualifié et des exigences particulières pour le site d'installation, et que les géants de l'industrie ont du mal à augmenter la taille de la zone de construction, l'équipe de projet de démarrage de Desktop Metal a opté pour une voie différente. Leur idée est de produire une imprimante accessible non seulement aux sociétés géantes, mais aussi aux petites sociétés d'ingénierie.

La start-up pour créer une imprimante SLM abordable a attiré aujourd'hui près de 100 millions de dollars, et parmi les investisseurs figuraient des sociétés bien connues telles que CBA, Kleiner Perkins Caufield Byers, Lux Capital, GE, Stratasys et autres. De plus, les voisins de Desktop Metal réussissent et gagnent déjà du terrain : les Formlabs , MarkForged et Voxel8 , ce qui donne un espoir supplémentaire pour l'apparition imminente d'une imprimante DMLS économique, suivie par des systèmes SLA et FDM à faible coût .

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Source: https://habr.com/ru/post/fr397195/