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Processus d'impression 3D sur métal en 3 étapes

L'impression 3D en métal ouvre un tout nouveau monde de capacités de fabrication pour la technologie et les affaires. Il élimine le besoin de dépenses d'outillage, ce qui réduit considérablement le coût par pièce et offre une liberté géométrique grâce à des processus additifs. De plus, l'impression 3D dans le métal permet l'automatisation car les imprimantes peuvent produire des pièces automatiquement à partir de fichiers de conception.


Les fabricants de pointe utilisent déjà cette technologie pour prototyper rapidement des pièces métalliques imprimées en 3D ou imprimer des pièces de rechange à la demande.


Mais comment tout cela fonctionne-t-il ? Nous avons demandé à l'ingénieur d'application Tripp Burd de nous présenter l'ensemble du processus d'impression 3D métallique Markforged dans cette vidéo, où nous passons de la conception à la pièce métallique fonctionnelle.

Étape 1 :Imprimer


Chaque pièce imprimée en 3D commence en CAO, où vous concevez votre pièce. Vous exportez ensuite au format STL et téléchargez dans Eiger. Eiger est un système de gestion de découpage et d'impression basé sur le cloud qui est fourni avec chaque produit Markforged. Eiger configure automatiquement votre pièce en fonction du matériau et de l'imprimante que vous utilisez pour le travail.


Lorsque Eiger découpe votre pièce, elle est agrandie pour tenir compte du rétrécissement et de la déformation dans les processus en aval. Eiger découpe ensuite votre pièce en couches discrètes et identifie les éléments en surplomb, et construit des supports et un radeau sous votre pièce.


Eiger surveille également la progression de la pièce métallique à chaque étape du processus. Après avoir préparé l'impression avec le logiciel d'impression, il est temps de passer à l'imprimante 3D métal elle-même, la Metal X.


Avant de commencer une impression, le Metal X mappe et nivelle automatiquement le lit d'impression à l'aide d'un processus de contact de buse unique pour garantir que la première couche s'imprime correctement. L'impression est construite à partir de deux matériaux stockés dans la chambre chauffée située en haut de l'imprimante. Le premier matériau est le métal et le second est un démoulant en céramique. Ce matériau de filament est une poudre métallique suspendue en toute sécurité dans un liant en plastique en deux parties. Le filament est chauffé et extrudé sur la plaque de construction où la pièce est construite couche par couche. Le matériau de démoulage est extrudé en tant qu'interface entre la pièce et ses supports afin qu'une fois votre pièce sortie du four, elle soit facile à retirer.


Contrairement à d'autres systèmes d'impression 3D métalliques, le processus Metal X n'utilise pas de poudre métallique en vrac, ce qui permet un flux de travail plus sûr et plus rentable.


Le système Markforged Metal X est capable d'imprimer dans l'acier inoxydable 17-4 PH, les aciers à outils H13, A2 et D2, le cuivre et l'Inconel 625, ainsi que plusieurs autres matériaux actuellement en développement. Vous pouvez facilement basculer entre les matériaux avec un changement rapide.


Une fois l'impression de votre pièce terminée, l'imprimeur vous en informera par e-mail. À ce stade, vous pouvez vous rendre à l'imprimante, retirer la pièce de la feuille de fabrication et nettoyer le lit.


A ce stade, la pièce imprimée est sous forme verte. Prochaine étape, nous allons le mettre au lavage pour le processus de déliantage.


Étape 2 : laver


Lors de l'étape de lavage, Markforged's Wash-1 enlève la première étape du matériau de liaison. La partie verte est retirée de l'imprimante et placée dans le panier de lavage, qui est ensuite abaissé dans le solvant.


Les temps de lavage varieront durant cette étape, de quelques heures à quelques jours, selon la zone la plus épaisse de votre pièce. Une fois le lavage terminé, vous avez une partie brune. Nous passons ensuite au processus de frittage.


Étape 3 :Frittage


Le frittage transforme une pièce brune en une pièce entièrement métallique. Pour ce faire, la température est augmentée lentement pour brûler les traces de matériau de liaison restant. À mesure que la température augmente plus près du point de fusion du matériau, les particules métalliques fusionnent pour créer une pièce métallique solide.


Le Markforged Sinter-2 est un four conçu pour les séries de production de volume moyen et les pièces imprimées de plus grande taille. Les fours de frittage Sinter-2 et autres Markforged utilisent une cornue sans carbone pour garantir que les normes de qualité des pièces et de composition d'alliage sont respectées pour les pièces finies.


Chaque course dure environ une journée et peut être surveillée à distance à l'aide du logiciel Eiger. Une fois le cycle terminé, le plateau de pose avec les pièces métalliques finies peut être retiré du four. Une fois retirées du radeau, ces pièces sont prêtes à l'emploi.


Dans le four, la couche de matériau antiadhésif imprimé entre les supports, les radeaux et la pièce de votre imprimante se transforme en poudre. Cela permet à la structure d'être collée au radeau pour mieux contrôler le retrait et la précision tout au long du processus, mais aussi un relâchement facile après le frittage.


A ce stade, votre pièce est entièrement frittée et prête à être utilisée. Il peut être post-usiné, poli ou traité selon les besoins pour l'application finale, mais dans de nombreuses utilisations, la précision et la résistance de la pièce après ce processus signifient qu'elle est prête à être installée.


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Grâce à ce processus, vous pouvez voir comment l'impression 3D en métal fournit une méthode sûre et rentable de fabrication additive métallique. Ces processus stimulent déjà l'innovation dans la production au plus juste. En savoir plus sur les meilleurs matériaux pour l'impression 3D métal et l'histoire de l'impression 3D.


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