Fusion sur lit de poudre
Ce procédé repose sur la fusion locale et sélective d'un lit de poudre appliqué en fine couche. L'apport d'énergie est généralement assuré par un faisceau laser ou un faisceau d'électrons. Seules les zones faisant partie de la pièce sont solidifiées ; la poudre environnante reste en vrac et sert de matériau de support.
Une fois la solidification terminée, une nouvelle couche de poudre est déposée. Ce cycle se répète jusqu’à ce que la pièce tridimensionnelle soit entièrement construite. La géométrie est directement générée à partir d’un modèle numérique 3D (données CAO, décomposées en couches).
La fusion sur lit de poudre est principalement utilisée pour les métaux et les plastiques. Les matériaux métalliques typiques sont les alliages à base d’aluminium, d’acier, de titane et de nickel ; pour les plastiques, on utilise souvent des polyamides.
Le lit de poudre lui-même est un critère de qualité essentiel. La taille des particules, leur forme, leur distribution granulométrique et leur fluidité déterminent la qualité de la couche. Seul un lit de poudre homogène et uniformément réparti permet d'obtenir des propriétés reproductibles pour les composants.
La concentration en oxygène dans l'espace d'impression est également déterminante. Les poudres métalliques réagissent très rapidement avec l'oxygène à haute température. C'est pourquoi la fusion sur lit de poudre est généralement réalisée sous atmosphère protectrice ou dans des chambres de traitement inertées.
La densité et la résistance des composants dépendent fortement de l'apport d'énergie local. Un paramètre simplifié est la densité d'énergie volumique
Ev = P/(v⋅h⋅t)
- P est la puissance du faisceau
- V est la vitesse de balayage
- H est l'espacement des traces
- T est l'épaisseur de la couche.
La fusion sur lit de poudre impose des exigences élevées en matière de préparation de la poudre. Les poudres doivent être sèches, homogènes, fluides et reproductibles. Le vieillissement, l'agglomération et l'oxydation nuisent à la stabilité du processus et à la qualité des composants.
La préparation de la poudre, le mouillage de la poudre, le séchage et l'inertage sont donc étroitement liés à la fusion sur lit de poudre. Ils influencent directement la qualité des composants pouvant être obtenue et la rentabilité du procédé.