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Fabrication additive métal

La Fabrication Additive (FA) est un procédé de fabrication qui a commencé à se développer dans les années 80 et qui atteint actuellement une maturité qui lui permet d’être utilisé de manière rentable et fonctionnelle par les industriels. La fabrication additive est définie comme étant le procédé de mise en forme d’une pièce par ajout de matière, à l’opposé de la mise en forme traditionnelle par enlèvement de matière (usinage).

Les principales technologies en fabrication additive métal sont les suivantes :

1. Fusion/frittage laser sur lit de poudre

Le principe des techniques de fabrication additive de fusion/frittage laser sur lit de
poudre (aussi appelées frittage sélectif laser, Selective Laser Sintering en anglais) est de faire fondre une fine couche de poudre (métallique, plastique, céramique,. . . ) à l’aide d’un laser de forte puissance.

Ces techniques sont basées sur les mêmes étapes résumées ci-dessous :

1. Une fine couche de poudre est étalée par un rouleau sur un piston de fabrication
(Au début de la réalisation de la pièce le piston est à son point le plus haut).

2. Cette couche est frittée/fondue par un laser de forte puissance qui trace une section 2D sur la surface de la poudre, la solidification a lieu immédiatement après l’arrêt du laser.
3. Le piston supportant le modèle 3D en cours de réalisation descend de l’épaisseur de la couche réalisée tandis que les cartouches d’alimentation en poudre ajustent leur niveau avec celui du plateau.

4. Une nouvelle couche de poudre est étalée et le processus se répète jusqu’à l’obtention du modèle 3D.
L’atmosphère de la chambre de construction de la machine doit être contrôlée lors de tout le processus de réalisation de la pièce afin d’assurer l’homogénéité des propriétés de la pièce.

2. Fusion/frittage laser par projection de poudre

Cette technique consiste à venir fondre la surface d’une pièce métallique à l’aide d’un laser. Simultanément, un jet de poudre est projeté sur la zone en fusion. Cette poudre fond sur la zone en fusion et vient ainsi former une couche qui fusionne avec le substrat. Plusieurs passages peuvent être nécessaires pour obtenir l’épaisseur désirée

Cette technologie est utilisée à la fois pour créer des pièces 3D en partant de « zéro » mais aussi pour réparer des pièces. Elle présente notamment l’avantage d’obtenir une très bonne cohésion métallurgique entre le revêtement appliqué et le substrat. Cette technique peut également être utilisée pour faire des traitements de surfaces spéciaux avec pour but final d’améliorer la résistance à la corrosion ou à l’usure.
Le procédé de projection de poudre s’appuie sur la fusion (ou frittage) laser, en s’inspirant du rechargement par soudage. La poudre est injectée par une buse montée sur une machine 5 axes qui en se déplaçant, crée des cordons de soudure. Cela offre une grande flexibilité géométrique. Contrairement au lit de poudre il est ainsi possible de créer complètement une pièce, de recharger des parties usées ou de réaliser un revêtement