Additive Manufactoring - automated order preparation

Le choix du gaz et l’installation de distribution du gaz industriels sont-ils importants pour alimenter vos systèmes d’impression ?

Tableau : rôle des gaz en impression 3D

Le rôle des gaz dans la fabrication additive 

Les poussières combustibles inférieures à 500 microns peuvent provoquer une explosion.
Parmi les applications des gaz, le rôle le plus important est d’écarter tout risque d’inflammation des procédés qui utilisent de la poudre, en abaissant la teneur du “comburant” , de manière à être en dehors des domaines d’inflammation et d’explosion du triangle du feu. Privé d’oxygène, le risque d'incendie est alors écarté.

Bien qu’ils ne représentent qu’un très faible pourcentage du coût de la pièce finale, les gaz jouent un grand rôle dans la filière de la fabrication additive. Ils permettent de rendre chaque étape de production réalisable, que ce soit sur le point de la sécurité comme évoqué précédemment, mais aussi pour la qualité, ou la reproductibilité des procédés utilisés.

Cependant le rôle et le choix des gaz n’est pas le même sur toute la chaîne de valeur, comme le résume le tableau ci-après: chaque utilisation de gaz  assure une mission bien particulière.
 

 

Floxal - site

Chaque gaz est choisi en fonction de ses caractéristiques pour assurer une ou plusieurs fonctions

Par exemple pour la fusion Laser sur lit de poudre, comme pour le soudage laser, le rôle du gaz est d’assurer une protection du bain de fusion de manière à lutter contre l’action néfaste des composés de l’air ambiant (O2, N2, H2O, ...).
Pour ce procédé, l’azote n’est pas recommandé car il peut s’insérer dans les mailles inter cristallines du métal et en altérer les caractéristiques mécaniques. On privilégie le plus souvent l’Argon (ou dans certains cas l'hélium).

Une mauvaise protection gazeuse du bain de fusion, entraîne des défauts tel que: 

  • l’Instabilité du bain de fusion
  • l’oxydation des poudres  
  • l’oxydation des surfaces de pièce (couleur  de la surface non uniforme)
  • la présence d’inclusions de forme irrégulière
  • la formation de porosités dans la matière
  • la délamination des couches

Chaque gaz employé nécessite une pureté adaptée à sa fonction

Sachant que pour certains métaux, une faible teneur en oxygène dans l’enceinte de l’imprimante suffit à influer sur les caractéristiques du matériau, la pureté du gaz doit être considérée avec soin au regard de certains éléments comme par exemple:
• La sensibilité du matériau vis à vis  de l’oxygène,
• La qualité de la poudre ( Humidité, facilité d’étalement, inclusions d’oxydes , porosités...)
• La performance des systèmes d’impression ( conception, entretien, taux de fuite,teneur résiduelle en oxygène dans l’enceinte, ...)
En général, pour les systèmes d’impression SLM, on utilise la qualité et la pureté de la gamme des gaz de soudage, qui est habituellement suffisante avec sa pureté de 99,998%. 

L’importance d’un réseau de distribution soigné pour vos équipements 

L’installation de distribution du gaz a pour objectif de fournir les gaz selon les données de débit et de pureté directement au point d’utilisation dans toutes les machines et imprimantes.
Un choix inadapté des matériels de distribution, de détente, ou du type de jonction des tronçons de canalisation,  peut polluer vos gaz. En effet, dans un circuit non étanche, de l'oxygène et de l’humidité de l’air peuvent s'introduire  grâce au phénomène de rétrodiffusion, et compliquer le travail. 
Ainsi toute votre installation de distribution doivent être conçue et réalisée avec soin par des professionnels, en considérant les principaux éléments comme :
• Une réserve suffisante de gaz disponible, pour éviter le risque d’interruption de votre production, ou la contrainte d’une livraison de dernière minute,
• Un choix de matériel de détente adapté à la pureté du gaz mis en oeuvre
• Un réseau de distribution adapté au débit, et à la pureté du gaz (assemblage testé et éprouvé en étanchéité comprenant canalisations, flexibles, raccords, vannes, filtres et détendeurs)
• L'ergonomie de l’installation pour faciliter les interventions des services de maintenance. 

 

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