Quels matériaux peuvent être utilisés en impression 3D ?

La palette de matériaux accessible pour la fabrication additive n’a cessé de s’élargir ces dernières années et couvre maintenant un large panel d’applications.

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Les matériaux d’impression accessibles dépendent évidemment des technologies d’impression utilisées. Ils sont également choisis en fonction des exigences de l’application finale. Celles-ci peuvent être très variables: d’un test dimensionnel pour du prototypage rapide jusqu’à des propriétés mécaniques pour la fabrication directe de pièces.

En ce qui concerne les imprimantes FDM, on retrouve des grandes familles de matériaux plastique ou polymère:

ABS
PLA
ASA
PET
PEEK

Chaque matériau doit être considéré en fonction de la capacité de l’imprimante à atteindre la température souhaitée.

Le procédé SLA utilise lui des résines liquides photosensibles.

Pour les techniques d’impressions par fusion sur lit de poudre, la matière première est fournie sous forme solide: de la poudre plastique ou métallique. Au-delà de la composition chimique du matériau, la granulométrie ou le facteur de forme des particules pour être le plus sphérique possible sont ici importants pour assurer une bonne homogénéité lors des dépôts de couches successives.
Pour la partie plastique, le matériau dans la chambre de fabrication est préchauffé, et le laser amène la chaleur nécessaire pour fondre la matière et ainsi fabriquer l’objet. Il existe là encore de nombreuses nuances de matériaux disponibles sur le marché. S’ils sont généralement moins sensibles à l’oxydation que certains métaux, les matériaux polymères peuvent se colorer que ce soit durant la fabrication, ou lors de la phase de refroidissement. Il convient alors d’inerter la chambre de production à l’azote. Pour augmenter la productivité et libérer la machine pendant la phase de refroidissement, des solutions d’inertages externes existent.
Pour la fusion sur lit de poudre métal, les fournisseurs mettent à disposition de large gammes de produit: allant des aciers, aciers inoxydables aux bases nickel, alliages d’aluminium, ou d’alliage de titane largement développés dans les secteurs de l’énergie ou de l’aéronautique. Les matériaux sont bien sûr sélectionnés en fonction des différentes applications: compatibilité physico-chimiques, haute résistance mécanique des pièces fabriquées etc.

Le Wire Arc Additive Manufacturing présente l’avantage d’avoir de nombreux matériaux accessibles sur étagère: la totalité des métaux d’apport utilisé en soudage. Une validation du procédé est toutefois indispensable pour s’assurer que les structures granulaires obtenues lors des différents cycles de fabrication permettent d’obtenir les performances mécaniques souhaitées.

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Comme nous l’avons vu, le choix des matériaux pour la fabrication additive est large. Il convient toutefois d’attacher une importance particulière à la mise en oeuvre du procédé pour ne pas altérer les propriétés de ces matériaux, en particulier grâce à un inertage pour éviter l’oxydation, à l’azote ou à l’argon, lors de la fabrication, le refroidissement, ou le recyclage.

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