L'impression 3D sur métal à Formnext 2017

Les pièces imprimées en 3D à partir de filaments d'ingénierie sont capables de déplacer le métal là où leur force et leur résistance à la température sont suffisantes. Récemment, nous avons écrit sur les plastiques utilisés dans l'impression industrielle FDM et les équipements pour travailler avec eux ont été présentés au Formnext 2017. Aujourd'hui, nous continuerons le thème de l'exposition, en passant aux produits métalliques.

Frittage de poudre

Les fabricants d'imprimantes et de fournitures 3D sont très préoccupés par l'idée d'utiliser des matières premières initialement conçues pour travailler avec le moulage par injection de métal, la technologie MIM dans l'impression. Une fine poudre métallique avec une petite quantité de liant thermoplastique est formée sous pression, puis cuite. Le retrait dans le processus peut dépasser 10%, la valeur réelle est prédite et prise en compte dans la production.

Au lieu de la presse et des moules au premier stade, il est tout à fait possible d'utiliser une imprimante 3D pour obtenir une découpe. Il n'y a pas encore de nom établi pour la technologie de production: Desktop Metal a BMD, Bound Metal Deposition. Markforged a ADAM, fabrication additive de diffusion atomique. AIM3D l'appelle CEM, Composite Extrusion Modeling. Comparé au MIM ou à l'impression utilisant la technologie SLM, le coût de l'équipement et d'un seul produit final peut être considérablement réduit.

Desktop Metal et Markforged


Markforged et Desktop Metal proposent des packs d'équipements comprenant une imprimante FDM, une unité de lavage et un four. Après l'impression, la pièce est nettoyée du liant en plastique de l'extérieur et envoyée au four, où elle est traitée en deux étapes - d'abord, le plastique restant est retiré, puis la pièce est cuite. Selon les matières premières, il est possible d'utiliser une atmosphère gazeuse dans un four, comme l'argon. Le résultat est une pièce avec une densité allant jusqu'à 99,7% pour Markforged et jusqu'à 99,8% pour Desktop Metal, c'est la question de la porosité.

Métal forgé x

• Chambre de travail: 250 x 220 x 200 mm.
• Épaisseur de la couche: à partir de 50 microns.
• Équipement connexe: station de traitement Wash-1, four Sinter-1 ou Sinter-2.

AIM3D


L'entreprise propose une imprimante ExAM 255 et un four ExSO 90. L'imprimante ne fonctionne pas avec du filament ou de la poudre, mais directement avec des pastilles pour MIM. Sinon, il ressemble à un appareil FDM standard et peut être imprimé avec des plastiques familiers, également à partir de granulés - il est également moins cher que d'utiliser du filament.

AIM3D ExAM 255

• Chambre de travail: 255 x 255 x 255 mm.
• Épaisseur de la couche: à partir de 20 microns.
• Alimentation en matière: à l'aide d'un compresseur complet ou externe.

BASF et Fraunhofer IFAM


L'année dernière, BASF a annoncé le filament Ultrafuse 316LX - il n'est pas encore disponible dans le commerce et est en cours de test. Apium et Gewo 3D ont déjà annoncé que "ça marche". Une tige familière aux imprimantes FDM, mais constituée de poudre d'acier inoxydable avec un liant en plastique. La porosité déclarée de la pièce après cuisson est inférieure à 2%. Vous pouvez imprimer du métal sur une imprimante 3D ordinaire, il vous suffit de trouver un four adapté à la cuisson. C'est exactement ce que Fraunhofer IFAM démontre en matière d'impression avec de l'acier, du titane, du cuivre et d'autres métaux et alliages à l'aide d'une imprimante de bureau Renkforce RF100 pour moins de 300 €.

Impression jet d'encre


Il n'est pas nécessaire d'utiliser la technologie FDM pour former une pièce qui sera sujette à la cuisson. Il existe des installations qui fonctionnent comme des imprimantes en gypse-polymère, uniquement avec d'autres matières premières. Appliquer une couche de poudre, fixer dans un endroit approprié avec un liant liquide, répéter. Nettoyez les pièces résultantes de l'excès de poudre métallique et faites cuire. Avec de légères différences de mise en œuvre, c'est ainsi que fonctionnent le Desktop Metal Production System, les imprimantes industrielles ExOne et les installations Digital Metal DM P2500.

Exone m-flex

• Chambre de travail: 400 x 250 x 250 mm.
• Épaisseur de la couche: à partir de 100 microns.
• Vitesse d'impression: 30 à 60 s par couche.

Technologie traditionnelle

Oui, on peut déjà les appeler ainsi. Frittage laser sélectif et fusion laser sélective. Dans le premier cas, la température de chauffage de la couche de poudre métallique est inférieure à la température de fusion, le frittage des particules se produit. Dans le second, la poudre est entièrement fondue. Dans ces domaines, les géants et les nouveaux venus ont présenté leurs produits à Formnext.


Concept Laser, qui fait partie de GE, a présenté une imprimante d'une surface de travail de 1,1 x 1,1 x 0,3 m, appelée ATLAS, fonctionnant avec un laser kilowatt et équipée d'un scanner 3D intégré.


SLM Solutions a présenté le SLM 800 - une machine avec une caméra de 500 x 280 x 850 mm. Jusqu'à quatre lasers fonctionnant en parallèle, 700 W chacun, plus la possibilité d'automatiser la chaîne de production - les opérations manuelles, du chargement de la poudre au nettoyage de la pièce finie, sont exclues. Une installation plus modeste, la SLM 280, a été mise à jour vers la version 2.0 et est désormais équipée d'un ou deux lasers jusqu'à 700 W, avec une chambre de travail de 280 x 280 x 365 mm. Un distributeur automatique de poudre est disponible en option.


Trumpf a annoncé que sa TruPrint 5000 est la voiture la plus rapide parmi ses camarades de classe. Sa zone de travail est un cylindre d'un diamètre de 300 mm et d'une hauteur de 400 mm, trois lasers de 500 W chacun. De plus, l'automatisation du déplacement du «baril» vers et depuis la zone de travail vers la station de traitement.



Solutions SLM SLM 280 2.0

• Chambre de travail: 280 x 280 x 365 mm.
• Épaisseur de la couche: à partir de 20 microns.
• Epaisseur de paroi: à partir de 150 microns.

Solutions originales


OR Laser propose ORLAS Creator , une imprimante relativement compacte, avec une zone de travail en forme de cylindre d'un diamètre de 100 et d'une hauteur de 110 mm. Cette fois sur Formnext a montré sa modification - ORLAS Creator Hybrid, équipé d'une fraise à trois axes. L'idée est de traiter les surfaces externes et internes de la pièce toutes les 5 à 10 couches, ce qui augmentera considérablement la précision et réduira le besoin de post-traitement ultérieur.


L'imprimante d'Aurora Labs, S-Titanium Pro , peut fonctionner sur la technologie de frittage et de fusion, mais la troisième option est plus intéressante - appelée DED, Directed Energy Deposition. L'idée de la méthode est de fournir directement de la poudre métallique à la zone de fonctionnement du laser. Ainsi, vous pouvez, par exemple, souder du métal sur une pièce pour changer sa configuration ou réparer.


Xact Metal a présenté la XM300 , une nouvelle machine avec une zone d'impression de 254 x 330 x 330 mm, équipée de deux ou quatre lasers indépendants. Une particularité de l'approche Xact Metal est que ses imprimantes n'utilisent pas de miroirs contrôlés par des galvanomètres. Le mouvement du miroir est effectué de manière similaire au mouvement de la tête dans une imprimante FDM, et c'est immédiatement un plus - le faisceau laser est toujours perpendiculaire à la surface de la poudre. Le deuxième avantage est le faible coût des ventes. Le principal inconvénient est la difficulté d'atteindre une vitesse laser suffisante, ici Xact Metal a développé un certain nombre de savoir-faire afin de suivre la concurrence.


InssTek utilise la technologie DMT, Direct Metal Tooling. Il s'agit du nom commercial de la mise en œuvre de DED, la ligne de fond est le flux de poudre métallique dans la zone laser. Ainsi, il est possible non seulement de «faire grandir» des pièces, mais aussi de changer celles existantes, de moderniser ou de réparer, en compensant l'usure. Il reste à ajouter que l' imprimante InssTek MX-MINI , qui est principalement discutée, est à cinq axes et dispose d'une caméra de travail 200 x 200 x 200 mm.


SPEE3D a abordé la question de la fabrication de pièces métalliques dans une perspective inattendue. L'imprimante LightSPEE3D possède un manipulateur à six axes qui déplace la plate-forme pour la construction et une buse fixe. La poudre métallique dans cette buse accélère à une vitesse supersonique et ses particules adhèrent à la couche précédente en raison de la déformation et du chauffage lors de l'impact. L'approche vous permet d'atteindre une vitesse élevée - le fabricant affirme que la machine forme jusqu'à 100 grammes de produits métalliques par minute. Un autre avantage est le travail avec la poudre d'aluminium et de cuivre.




Lors de l'utilisation d'un laser pour le frittage ou l'alliage d'une poudre métallique, il y a un problème avec le cuivre pur. Des lasers d'une longueur d'onde d'environ 1000 nm sont couramment utilisés et le cuivre se reflète très bien dans cette plage. Fraunhofer ILT, pour l'instant pas une solution commerciale, propose l'utilisation d'un laser vert avec une longueur d'onde de 515 nm.

Automatisation et disponibilité

Les géants de l'industrie se dirigent vers une augmentation de la zone d'impression et une plus grande automatisation du processus de production, et de nouveaux acteurs sont désireux d'entrer sur le marché, offrant des solutions avec des fonctionnalités uniques. Cela peut être un choix de consommables, une grande vitesse de fabrication des pièces, une flexibilité de fonctionnement. Et certainement - le prix. Il est impossible de dire que dans un avenir proche, tout le monde aura la possibilité d'imprimer avec du métal, mais la production en deux étapes des produits - impression et frittage - devrait rendre le processus beaucoup plus abordable par rapport aux SLS et SLM.

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