Poudres métalliques pour fabrication additive
La technologie de fusion sur lit de poudre de Renishaw utilise diverses poudres métalliques, dont l’alliage de titane Ti6Al4V, les alliages de nickel Inconel 625 et 718, le cobalt-chrome, et l’alliage d’aluminium AlSi10Mg.
Métallurgie des poudres
La métallurgie des poudres est le terme général qui désigne la consolidation de poudres métalliques en composants solides par la chaleur et la pression afin de fondre les particules ensemble (procédé également dénommé pression et frittage). Diverses technologies relèvent de la métallurgie des poudres, comme le pressage isostatique à chaud (HIP), le moulage par injection de métal (MIM) et le frittage flash (SPS). Toutes ces technologies peuvent être utilisées pour fabriquer des composants à la forme quasi définitive, en réduisant la nécessité d’utiliser des machines soustractives susceptibles de créer des niveaux élevés de déchets.
La technologie de fabrication additive de Renishaw utilise également des poudres métalliques en matière première. Toutefois, plutôt que de fondre les particules ensemble dans une matrice par la pression et la chaleur, les particules de poudre sont fondues au moyen d’un laser haute puissance en couches ultra-minces séquentielles de l’épaisseur approximative d’un cheveu humain. La technique d’utilisation de fines poudres et de couches très minces pour la construction de composants métalliques rend possible la fabrication de formes très complexes. Grâce à la possibilité d’inclure de fins maillages et des canaux internes et de placer la matière uniquement là où elle est nécessaire, cette technologie permet de réduire l’utilisation de matière, d’augmenter les fonctionnalités, de consolider plusieurs pièces et de fabriquer des formes qui seraient pratiquement impossibles à produire avec des autres procédés.
Caractéristiques des poudres
Les caractéristiques des poudres sont très importantes pour une fusion satisfaisante du lit de poudre. Renishaw veille à ce que les poudres utilisées dans ses systèmes de fabrication additive soient de qualité optimale.
Pourquoi est-ce important ?
Une bonne coulabilité, un bon compactage et une forme sphérique des particules sont toutes des caractéristiques importantes qui mènent à un dosage de poudre prévisible et la formation de couches homogènes.
Taille des particules
Les systèmes de fusion sur lit de poudre de Renishaw utilisent des poudres métalliques entre 45 et 15 µm. L’illustration de droite met en évidence la taille des poudres en valeurs relatives.
Comment est fabriquée une poudre métallique ?
Les deux principales méthodes de production de poudre sont l’atomisation gazeuse et l’atomisation au plasma.
Atomisation au plasma
Méthode généralement utilisée pour la production de métaux réactifs haute pureté avec des points de fusion élevés, comme l’alliage de titane Ti6Al4V. La matière première métallique, sous forme de fil, est introduite par le haut de l’atomiseur, puis fondue au moyen d’une torche à plasma. En tombant, le métal fondu se solidifie en créant des particules sphériques.
Atomisation gazeuse
Il s’agit probablement de la méthode de production de poudres métalliques la plus commune, qui utilise un bain de métal fondu introduit dans une buse, puis pulvérisé au moyen d’un flux de gaz inerte comme de l’argon ou de l’azote. Le flux de gaz inerte provoque la solidification du métal fondu, et les particules sphériques sont recueillies au fond de la chambre.