Le procédé
On peut comparer le dépôt de métal au dépôt de matière fondue, sauf qu'au lieu d'utiliser un filament plastique, on a recours au métal.
Cette technique de fabrication additive consiste à fritter ou fusionner une poudre métallique afin de créer couche par couche une pièce finale.
Plusieurs métaux peuvent être utilisés : l'aluminium qui offre légèreté et solidité ; l'acier qui a de bonnes propriétés mécaniques et une belle finition ; le gallium ; le colbat-chrome ; ou encore le titane.
Aujourd'hui, de nouveaux filaments, tels que l'Ultrafuse 316L ou l'Ultrafuse 17-4 PH de BASF, rendent l'impression 3D métal accessible.
Les différentes technologies de l'impression 3D métal
1. La fusion du lit de poudre
On parle de fusion du lit de poudre lorsqu'un des procédés suivants est utilisé : DMLS (Direct Metal Laser Sintering), LBM (Laser Beam Melting) ou SLM (Selective Laser Melting).
Ces procédés ont recours à un laser ou un faisceau d'électrons qui frittent ou fusionnent couche par couche des particules déterminées d'un lit de poudre.
2. Binder Jetting ou Jet de liant
Cette technique fait appel à des liants qui sont projetés sur le lit de poudre afin de lier couche par couche des zones qui vont former une production solide. Dans ce cas, un post-traitement thermique devra être effectué afin d'éliminer le liant et créer une pièce totalement métallique.
3. Extrusion de métal
Comme pour le FDM, un filament polymère, mais ici chargé en poudre métallique, va être extrudé à travers une buse afin de créer la partie post-traitée qui sera transformée en pièce métallique.
4. Dépôt direct d'énergie
Une énergie à haute puissance va fondre une poudre ou un fil métallique qui sera ensuite déposé couche par couche sur un support. Ce procédé termine par un usinage par commande numérique par calculateur (CNC).
5. Fabrication additive ultrasonique
Pour finir, il est aussi possible de coller des feuilles métalliques couche par couche en utilisant un soudage par ultrasons. Ces feuilles seront ensuite transformées dans la forme de conception à l'aide d'un usinage CNC.
Les avantages de l'impression 3D métal
L'impression 3D métallique possède plusieurs caractéristiques avantageuses : - Elle permet de perdre moins de matière qu'avec des technologies traditionnelles - L'utilisation des matières est minimisée, donc les coûts réduits, grâce à l'optimisation topologique - Les impressions voient leurs résistances mécaniques et thermiques préservées, tout en gardant une grande légèreté - Les délais de production des pièces métal sont réduits
Dans quels domaines est utilisée l'impression 3D métal ?
Aujourd'hui, c'est le secteur de l'industrie qui y a principalement recours afin de créer des pièces pour l'outillage ou des pièces finies plus rapidement.
Dans les secteurs de l'aérospatial cette technologie permet de produire des pièces destinées aux avions ou aux fusées ; dans le médical (notamment le secteur dentaire) des implants sur mesure ; et dans l'automobile des moules.
La fabrication additive métal a aussi pour but de réaliser des gabarits, accessoires ou encore des prototypes fonctionnels.