Le processus de fabrication additive métallique

La fabrication additive (impression 3D) balaie le monde de l'automatisation industrielle.

Au lieu de créer des moules et d'enlever de la matière, les fabricants peuvent désormais simplement ajouter des couches de matière pour produire des articles à moindre coût et avec moins de déchets. La fabrication additive métallique (Metal 3D Printing) en particulier gagne du terrain et devient particulièrement populaire dans des industries comme l'aérospatiale.

Selon un récent rapport AMPOWER, le marché de la fabrication additive métallique devrait croître de 27,9 % d'ici 2024. Grâce à la fabrication additive métallique, les entreprises peuvent construire une pièce métallique solide et très complexe avec moins de matériaux et moins d'efforts que les processus de fabrication traditionnels.

Pour suivre les tendances du secteur, voici votre guide rapide sur la fabrication additive métallique.

Fabrication additive métallique expliquée

Contrairement à la fabrication conventionnelle qui nécessite des moules et des ajustements, la fabrication additive construit des articles à partir de zéro à l'aide d'équipements d'impression 3D sophistiqués. Le processus de base se déroule en cinq étapes :

1. Créer un modèle numérique.
2. Préparez-le pour l'impression en creusant, en modifiant la taille des trous, en ajoutant des supports, etc.
3. Découpez le modèle 3D en calques.
4. Imprimez la pièce couche par couche.
5. Post-traitement dans le produit final.

Bien que le processus reste en grande partie le même, il existe plusieurs façons d'imprimer des produits à l'aide de la fabrication additive métallique. Voici quelques-unes des plus courantes :

• Fusion sur lit de poudre – La poudre métallique est placée sur la table de fabrication et des lasers à électrons à haute énergie fusionnent précisément la poudre couche par couche pour créer le produit final.
• Jet de métal – Le matériau métallique est fondu et appliqué directement sur la table de fabrication. Le métal liquide refroidit rapidement et de nouvelles couches sont ajoutées jusqu'à ce que le produit final soit terminé.
• Alliage infusé au four – La poudre métallique est associée à un liant liquide. Au fur et à mesure que de nouvelles couches de liant sont ajoutées, le produit final prend forme.

Chaque type de fabrication additive métallique peut créer plusieurs pièces avec une grande variété de matériaux. Certains des matériaux additifs métalliques les plus populaires utilisés dans la fabrication additive sont les alliages de nickel tels que l'Inconel 718 et l'Inconel 625, l'acier inoxydable, l'aluminium et le cuivre.

Avantages et inconvénients de la fabrication additive métallique (impression 3D métallique)

La fabrication additive métallique présente de nombreux avantages, mais elle n'est pas idéale pour tous les types de fabrication. Voici un guide rapide des avantages et des inconvénients des additifs métalliques liés à l'utilisation d'un système de fabrication additive pour la construction de produits métalliques.

Avantages

• Réduire les besoins en espace et en coût pour le stockage des pièces en vous donnant la possibilité de produire des pièces à la demande localement.
• Moins de déchets sans qu'il soit nécessaire de découper ou de découper des pièces dans des matériaux plus gros, ce qui contribue également à réduire les coûts de fabrication.
• Produisez rapidement de nouveaux produits sans avoir à créer de moules.
• Un prototypage plus rapide peut accélérer rapidement le développement de produits et peut vous aider à acquérir un avantage concurrentiel.
• Aucun assemblage requis. Les pièces fabriquées par additif peuvent être imprimées dans leur intégralité sans qu'il soit nécessaire d'assembler plusieurs pièces.
• Construisez des pièces très complexes avec un minimum d'effort ou de compétence.

Inconvénients

• Les temps de construction lents signifient que la fabrication additive n'est pas idéale pour les grandes séries.
• Coûts initiaux plus élevés avec des besoins en équipement plus coûteux.
• La taille du produit est limitée aux contraintes du système de fabrication additive. Les imprimantes grand public, par exemple, ont généralement des lits d'impression inférieurs à un pied cube.

Vous voulez en savoir plus sur la fabrication additive ? Découvrez ces blogs de Spatial : Impression 3D pour la fabrication additive - Ce que vous devez savoir Le processus de SLS dans la fabrication additive

Applications de la fabrication additive métallique

A l'origine, la fabrication additive métallique était principalement utilisée pour le prototypage. Les fabricants pouvaient rapidement concevoir et imprimer des produits prêts à être testés avant d'investir dans des moules et des équipements pour des séries de production plus importantes à l'aide d'un logiciel d'additifs métalliques. Au fur et à mesure que la technologie progressait et que la fabrication additive devenait plus abordable, elle a été adoptée par une grande variété d'industries.

L'industrie aérospatiale a été l'un des principaux adopteurs de la fabrication additive. Les entreprises aérospatiales utilisent la fabrication additive (« FA ») pour concevoir et construire des pièces métalliques très complexes qui, autrement, n'auraient pas été possibles avec les méthodes conventionnelles.

Puisqu'il y a moins de déchets, les constructeurs aérospatiaux peuvent réduire le poids sans sacrifier l'intégrité structurelle, qui est essentielle lors de la conception d'un avion.

L'industrie médicale a également utilisé la fabrication additive pour créer des outils et des instruments uniques pour des procédures spécifiques. Les professionnels de la santé n'ont plus à attendre que les outils soient conçus et fabriqués par un fabricant. Ils peuvent créer les outils exacts dont ils ont besoin en une fraction du temps - à un coût bien inférieur, en interne pour les aider dans les procédures complexes.

Optimiser la production avec la fabrication additive métallique

La fabrication additive métallique ne remplace peut-être pas les processus de fabrication conventionnels, mais elle offre de nombreux avantages considérables aux fabricants d'une grande variété d'industries.

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