Contamination des poudres :un danger caché pour les impressions métalliques

Tout modèle imprimé en 3D de qualité - qu'il s'agisse d'un prototype, d'un modèle d'affichage ou d'une pièce industrielle - commence par un matériau de qualité. Ceci est particulièrement important pour l'impression 3D métal, car les pièces destinées aux industries telles que l'aérospatiale, la défense et l'automobile doivent être fabriquées selon les normes les plus élevées. Cependant, les matériaux utilisés pour les impressions métalliques sont encore assez chers et doivent donc être déployés intelligemment pour garantir que les opérations restent rentables.

Un élément clé de ceci est de maintenir la pureté de tous les matériaux en poudre utilisés pour l'impression 3D. Tout tirage qui échoue en raison de la contamination des matériaux représente à la fois du temps et de l'argent gaspillés. Cependant, le maintien de la pureté des poudres utilisées pour les impressions métalliques peut être trompeusement difficile. En effet, de nombreux bureaux ne sont pas au courant d'un problème avec leur poudre métallique jusqu'à ce qu'il entraîne réellement un échec d'impression.

Alors, quelle est la réponse ?

Le défi permanent du recyclage du matériel d'impression 3D

Une façon de réduire potentiellement les coûts des matériaux est de recycler les restes de poudre dans la mesure du possible. Cependant, si ce concept semble évident, en pratique, il est souvent plus facile à dire qu'à faire. Lors du frittage de poudres métalliques, les particules forment naturellement de petits « amas » dans les zones autour de la pièce. Bien que ceux-ci puissent être impossibles à détecter à l'œil nu, ils modifieront subtilement la consistance de la taille des particules de poudre, ce qui affectera à son tour la qualité de toute autre pièce imprimée à l'aide de ce lot de poudre.

Une approche pour résoudre ce problème est la technologie. Par exemple, il existe désormais des imprimantes qui mettent toute la poudre restante à travers un mécanisme de type tamis après l'impression, pour filtrer les amas et maintenir autant que possible la consistance de son matériau. Cependant, cela signifie toujours que tout le lit de poudre ne peut pas être réutilisé. De plus, même avec un tamisage et un rafraîchissement minutieux du lit de poudre, des changements subtils de la qualité de la poudre se produiront toujours au fil du temps, ce qui signifie qu'il doit être soigneusement surveillé afin d'éviter les échecs d'impression.

Bien que des mesures comme celle-ci signifient que la poudre métallique peut certainement être réutilisée, des questions subsistent quant à savoir si elles seront en mesure de maintenir des normes de qualité suffisamment élevées pour répondre aux exigences réglementaires strictes dans des industries comme l'aérospatiale et l'automobile. À moins que les imprimeurs et les fournisseurs de matériaux ne puissent fournir une garantie absolue que le processus de recyclage de la poudre est complètement infaillible, il sera d'une utilité limitée pour ces industries. Dans de tels cas, la seule option viable est d'accepter les dépenses permanentes liées à l'utilisation d'un lit de poudre vierge pour chaque tirage.

Les impuretés cachées ruinent les impressions métalliques

Dans une récente étude de cas réalisée par le spécialiste des poudres métalliques LPW, une pièce en aluminium (une turbine à gaz) créée avec l'impression 3D s'est avérée contenir des fissures, même après plusieurs tentatives de réimpression de la pièce avec différents paramètres. Lorsque LPW a été amené à mener une enquête approfondie sur la poudre métallique utilisée, il s'est avéré qu'elle contenait des particules d'Inconel 625. Ces particules nécessitaient un microscope pour voir, mais lorsqu'elles se sont regroupées pendant le processus d'impression, leur incompatibilité avec l'impression le matériau est ce qui a conduit à la formation de fissures.

Il s'est avéré plus tard que la contamination avait été causée par une mauvaise manipulation de la poudre par un employé. L'imprimante 3D avait déjà été utilisée pour un autre tirage utilisant l'Inconel 625, et l'employé n'avait pas suivi la procédure de nettoyage correcte avant d'ajouter le lit de poudre d'aluminium.

Le message ici est que toutes les poudres métalliques utilisées pour l'impression 3D industrielle doivent être stockées soigneusement à tout moment pour éviter tout mélange accidentel, et les procédures de nettoyage de chaque imprimante doivent être suivies à la lettre, notamment lors du changement de matériaux. Comme le montre l'étude de cas de LPW, une fois qu'une poudre a été contaminée, il faudra probablement un équipement spécialisé pour identifier la cause et apporter une solution, il est donc bien préférable d'éviter complètement le risque.

Mettre en place un système efficace pour maintenir la pureté de vos matériaux

La contamination par la poudre représente un défi permanent pour toute entreprise fournissant des impressions métalliques, c'est donc quelque chose qui doit être considéré avec soin dans le cadre de vos flux de travail de projet plus larges. Bien que la technologie puisse certainement vous aider lorsqu'il s'agit d'entretenir votre poudre métallique, elle ne doit pas être considérée comme un substitut à une formation appropriée et à une sensibilisation aux dangers de la contamination de la poudre parmi votre personnel.

Comme dans de nombreux domaines de la fabrication additive, il est de loin préférable (et moins coûteux !) impressions métalliques. Bien que cela représentera certainement une étape supplémentaire dans vos flux de travail, la tranquillité d'esprit supplémentaire en vaudra la peine.