Fabrication-Additive

Matériaux et technologies: les clés de la réussite ?

Si les matériaux éligibles à la fabrication additive et les procédés évoluent rapidement, il est important de bien maîtriser les différents paramètres pour garantir une parfaite qualité du produit fini en maîtrisant les coûts.

Air Liquide installations ad equipements

Cas de la fusion sur lit de poudre

La technologie de fusion sur lit de poudre est appréciée dans de nombreux secteurs industriels pour sa capacité à fabriquer des objets de forme complexe dans une large palette de matériaux, des polymères aux métaux comme les aciers inoxydables, les alliages de titane ou les bases nickel.

Fabrication additive métallique

Pour la fabrication additive métallique, le premier critère clé est la qualité de la matière première: la poudre métallique.
Majoritairement produites par atomisation gazeuse, les poudres métalliques vont se caractériser par différents paramètres impactant la qualité de la pièce finale et ses propriétés mécaniques:

  • La composition chimique, en particulier les niveaux d’oxydation pour les matériaux les plus sensibles comme le titane,
  • La granulométrie,
  • Les fines, les satellites ou autre poudre “creuse”.

Si de nombreux fournisseurs de poudre tiennent des spécifications techniques exigeantes, la qualité de la poudre peut être affectée au fur et à mesure des fabrications et des recyclages. 
La qualité du gaz de protection à l’intérieur de l’enceinte de fabrication est évidemment importante pour éviter toute oxydation intempestive. Suivant les alliages, le soin apporté au recyclage (le cas échéant, dépoussiérage et stockage sous atmosphère inerte comme recommandé dans la norme ISO/ASTM 52907, emploi de système de recirculation sous atmosphère inerte également) permet également d’optimiser l’utilisation de poudre.
Il n’est pas rare de voir les ateliers de production développer leur propre service d’analyses physico-chimiques pour évaluer la qualité de la poudre métallique de la réception à l’utilisation.

Fabrication additive de polymères

En ce qui concerne la fabrication additive de polymères, si le matériau est plus tolérant à l’oxydation, il convient cependant d’assurer une protection gazeuse efficace pendant et après la fabrication, pendant la phase de refroidissement du plateau dans ou en dehors de la machine.
Le positionnement de la pièce sur le plateau et donc des supports est également important. Ces supports permettent non seulement d’assurer l’intégrité de la structure de la pièce mais aussi de garantir la dissipation de l’énergie thermique dans la pièce en cours de fabrication. 
Les paramètres comme le choix de l’épaisseur des couches déposées qui peut permettre d’augmenter significativement la productivité, la stratégie dite de lasage pour limiter les contraintes.

Cas du WAAM - wire arc additive manufacturing

La fusion sur lit de poudre excelle par sa précision dans la réalisation de pièces métalliques. Toutefois,  certains domaines industriels comme l’énergie nécessitent la réalisation de pièces de grandes dimensions. Le Wire Arc Additive Manufacturing se positionne ici favorablement. 
Ceux sont les paramètres de soudage robotique qui ont une importance particulière pour garantir la qualité finale: vitesse d’avance, paramètres électriques, débit de gaz de protection, gestion des trajectoires.
Si le WAAM peut également sembler plus simple en matière de sécurité opérateur (pas de poudre à manipuler), il convient d’apporter une attention particulière à l’environnement du soudeur en mettant en place le système d’aspiration de fumée adaptée.

Air Liquide vous accompagne pour répondre à vos problématiques de qualité

Nos experts proposent par exemple des audits d’homogénéité de la protection gazeuse à l’intérieur des machines de fusion sur lit de poudre.

Air Liquide contribue également à l'écosystème d’innovation autour de la fabrication additive, en particulier dans le cadre de l’Additive Factory Hub (Paris-Saclay). Air Liquide et de nombreux autres industriels mettent leurs ingénieurs en commun pour améliorer leur connaissance des procédés et faire en sorte que les études scientifiques menées conjointement répondent directement aux problématiques techniques rencontrées par les industriels. Les centres d’expertises comme les IRT sont également un bon levier pour vous accompagner et développer vos nouveaux projets. Certains constructeurs proposent également des formations en ligne de qualité permettant de monter vos équipes en compétence.
 

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