Enrico Gallino, ingénieur principal chez Ricoh 3D, décrit les facteurs clés qui doivent être évalués lors de la sélection de la poudre appropriée pour le frittage sélectif par laser.
La popularité croissante de l’impression 3D dans toute une série de secteurs est due, en partie du moins, à sa capacité de produire une grande uniformité dans la production.
Il ne faut jamais sous-estimer l’importance du choix de la bonne caractérisation de la poudre dans le processus de production. Elle peut littéralement dicter l’efficacité de l’ensemble du processus de production et, en fin de compte, la qualité de la pièce finale, qu’il s’agisse d’un prototype ou d’une production en série.
Une combinaison complexe de propriétés de la poudre et des paramètres de la machine utilisée influencera l’efficacité et la qualité de la pièce finale.
Notre objectif est toujours de produire des pièces présentant de bonnes propriétés mécaniques , conformément aux spécifications du matériau.
L’utilisation d’une poudre qui ne répond pas aux critères de traitement requis ( ) peut toutefois entraîner des défauts, tels que la porosité ( ), le frisage ou les collisions, qui auront chacun leur propre impact négatif ( ) sur le produit final.
Il n’est pas possible de prendre n’importe quelle poudre ( ), de l’introduire dans une imprimante, d’appuyer sur le bouton de démarrage et de créer une pièce imprimée ( ) avec les bonnes propriétés mécaniques.
C’est beaucoup plus complexe que cela, car il existe toute une série de facteurs qui se combinent pour caractériser une “bonne poudre”. Mon récent webinaire (que vous pouvez consulter ici, en association avec Freeman Technologies) examine cette question en détail.
Vous trouverez ci-dessous un bref résumé de quelques-unes des principales considérations à prendre en compte lors du choix de la caractérisation des poudres pour chaque application spécifique.
Thermique
Une bonne compréhension des propriétés thermiques du matériau est essentielle dans tous les processus de fabrication additive , y compris le frittage sélectif par laser. Il est impératif de comprendre les températures auxquelles une poudre se cristallise et fond – ce qui modifie sa densité – pour s’assurer que le matériau peut être traité efficacement.
Epandage et écoulement de la poudre
La capacité des poudres à s’étaler et à se répartir uniformément est essentielle pour leur performance dans l’impression 3D.
Au fur et à mesure que de nouvelles couches sont créées, , la poudre doit se répandre de manière uniforme, faute de quoi le risque de défauts de la pièce, notamment , de mauvais états de surface et d’une densité variable, augmente considérablement.
Comme dans tous les cas, l’impact du vieillissement sur les propriétés de la poudre est absolument crucial, la détérioration ayant un effet néfaste sur la pièce finale.
Taille et forme des particules
La forme et la taille des particules auront une influence considérable sur les propriétés de la poudre en raison de la densité de tassement du lit de poudre.
Il existe différents procédés de fabrication de poudres et chacun d’entre eux produit des particules ayant une forme et une distribution de taille différentes.
D’une manière générale, les particules sphériques de se tassent le plus efficacement – ce qui favorise la qualité du produit final – tandis que les particules de forme irrégulière risquent d’abaisser la densité du produit final.
Le polypropylène de Ricoh, leader sur le marché, en est un excellent exemple. Grâce à ses particules parfaitement rondes et à sa grande fenêtre de frittage, ce matériau est très facile à traiter. Cela permet de produire des pièces présentant des propriétés mécaniques constantes, un bon état de surface et une faible porosité, ce qui rend le matériau étanche à l’eau jusqu’à une pression de 10 bars et en fait un choix idéal pour un large éventail d’applications.
Essais
Le contrôle des processus et la traçabilité ( ) étant au cœur de l’impression 3D, un programme d’essai complet est essentiel pour renforcer la cohérence et la confiance.
Chez Ricoh 3D, nous disposons des dernières technologies d’équipement de test pour mesurer les transitions thermiques d’un matériau, la fluidité de la poudre, la distribution de la taille des particules et le taux d’écoulement de la matière fondue.
Ce qui précède est un aperçu du puzzle complexe de la caractérisation des poudres pour l’industrie de la fabrication additive . Le lien vers le webinaire ci-dessus fournira une analyse plus complète.
En résumé, il est essentiel d’évaluer et de caractériser les propriétés des poudres pour la fusion en lit de poudre afin de garantir un processus robuste, de valider les chaînes d’approvisionnement et de permettre la qualification et le développement de nouveaux matériaux.
L’analyse de l’évolution des performances de et des données existantes permet de dresser un tableau de la relation entre les différentes poudres dans le processus de production. Il est essentiel d’obtenir une évaluation correcte si l’on veut réussir une opération d’impression 3D.