DÉFINITION fabrication additive métal

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Définition :

La fabrication additive métal, souvent appelée impression 3D métal, est une technologie qui permet de construire des pièces et des composants métalliques en ajoutant couche par couche de matériau, plutôt que par des méthodes soustractives traditionnelles comme l’usinage. Ce processus utilise des données numériques et des matériaux en poudre métallique ou des fils métalliques qui sont fondus et solidifiés pour former des structures tridimensionnelles précises.

Techniques Communes

Fusion sur Lit de Poudre (Powder Bed Fusion, PBF) : Techniques telles que le frittage laser sélectif (SLS) ou la fusion laser sélective (SLM) où un laser fusionne sélectivement des particules de poudre métallique.
Dépôt d’Énergie Dirigé (Directed Energy Deposition, DED) : Un procédé où le matériau métallique est fondu alors qu’il est déposé par une buse, généralement utilisé pour la réparation ou l’ajout de matériel à des pièces existantes.
Jet de Liaison Métallique (Metal Binder Jetting) : Utilise un agent liant pour coller ensemble des zones d’une couche de poudre métallique, après quoi la pièce est frittée dans un four pour atteindre la densité et les propriétés mécaniques désirées.

Avantages

Complexité de conception gratuite : Permet la production de géométries complexes qui seraient difficiles ou impossibles à réaliser avec des méthodes traditionnelles.
Personnalisation : Idéal pour la production de pièces personnalisées ou sur mesure en petites séries.
Efficacité matérielle : Réduit le gaspillage de matériel par rapport aux méthodes soustractives.
Consolidation des pièces : Capacité à consolider plusieurs pièces en une seule, réduisant le besoin d’assemblage.

Exemple :

Exemple de Fabrication Additive Métal

Contexte

Une entreprise spécialisée dans l’aérospatiale cherche à optimiser la production de composants pour moteurs d’avion. Le composant en question est une turbine qui, traditionnellement, est assemblée à partir de multiples pièces complexes usinées séparément.

Solution par Fabrication Additive

Conception : Les ingénieurs utilisent des logiciels de CAO pour concevoir une version monobloc de la turbine qui intègre des caractéristiques de refroidissement améliorées et des structures de support internes impossibles à usiner de manière traditionnelle.
Impression 3D : La pièce est imprimée en utilisant une imprimante 3D métal de type SLM. La poudre de titane est sélectionnée pour sa résistance et sa légèreté, idéales pour les applications aérospatiales.
Post-traitement : Après l’impression, la turbine subit un traitement thermique pour améliorer ses propriétés mécaniques, suivi d’un usinage de finition pour atteindre les tolérances précises requises.

Résultats

Réduction du poids : La conception optimisée permet une réduction significative du poids, ce qui améliore l’efficacité énergétique de l’avion.
Réduction du nombre de pièces : La consolidation des pièces réduit le temps d’assemblage et les points de défaillance potentiels dans le moteur.
Performance améliorée : Les caractéristiques de refroidissement améliorées permettent au moteur de fonctionner à des températures plus élevées, augmentant ainsi sa performance.

Conclusion

La fabrication additive métal offre des possibilités révolutionnaires pour les industries où la complexité des pièces, la personnalisation et l’efficacité matérielle sont cruciales. Elle transforme non seulement les processus de fabrication mais aussi les paradigmes de conception dans de nombreux secteurs, y compris l’aérospatiale, l’automobile, et la santé.

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