Créée pour faciliter l'impression 3D de poudre métallique, la fusion laser sélective (SLM) est issue d'un laboratoire technologique du célèbre institut Fraunhofer en Allemagne. Plus formellement connue sous le nom de Laser Powder Bed Fusion (LPBF), l'impression 3D SLM s'appuie sur de puissants lasers pour faire fondre le métal, que ce soit sous sa forme la plus pure ou sous forme d'alliage. Par rapport à d'autres technologies similaires et largement utilisées comme le frittage sélectif par laser (SLS), la différence est que la poudre métallique est complètement fondue, fournissant des pièces plus solides avec peu de potentiel de vides ou des zones où le matériau de remplissage fait défaut.
Lors de l'impression 3D SLM, un laser incroyablement précis agit comme l'impulsion pour souder les particules de poudre métallique ensemble dans une imprimante 3D industrielle fermée. Couche par couche, la poudre est fondue jusqu'à ce que la structure souhaitée soit complète, avec la pièce ancrée à la plaque de construction (avec les structures de support s'il y en a) et retirée en post-traitement. À la fin du processus, les pièces et tous les supports sont retirés et la surface généralement rugueuse peut être usinée davantage.
La fusion laser sélective fait partie intégrante de l'impression 3D métal
Alors que l'impression 3D métallique continue d'être plus accessible, abordable et populaire parmi les fabricants industriels, l'industrie est en plein essor. Des projections récentes montrent que le marché international de l'impression 3D métal atteindra 11,6 milliards de dollars d'ici 2028. Cette croissance attendue reflète une augmentation de 19,5 % du TCAC entre 2022 et 2028, l'impression 3D de pièces fonctionnelles – plutôt que de simples prototypes rapides – devrait se développer de manière significative.
«Sur la base de la technologie, le marché est segmenté en fusion laser sélective, fusion par faisceau d'électrons, fabrication de forme libre par faisceau d'électrons, dépôt de métal au laser, frittage laser direct de métal, fabrication d'objets laminés, impression d'entrée et frittage sélectif au laser. Le segment Selective Laser Melting a acquis la part de revenus la plus élevée sur le marché de l'impression 3D métal en 2021. »
« Les avantages et la facilité d'utilisation associés à la technologie SLM encouragent son adoption. De plus, les avancées technologiques et les activités de recherche et développement agressives menées par des experts et des chercheurs de l'industrie ouvrent les portes à une variété d'autres technologies efficaces et fiables », indique une étude de GlobeNewswire.
Les matériaux métalliques sont de plus en plus utilisés pour l'impression 3D avec les clients de Shapeways en raison de la possibilité de fabriquer des pièces plus solides et plus légères. Il est possible de créer des géométries plus complexes qu'auparavant, et les supports ne sont pas toujours nécessaires, ce qui conduit à une plus grande liberté de conception. Les fabricants peuvent obtenir bon nombre des mêmes avantages que la fabrication traditionnelle, aggravés par des améliorations telles que la résistance à la traction, permettant aux pièces de supporter une charge plus lourde.
Les applications typiques de l'impression 3D SLM avec Shapeways incluent :
AéronautiqueAutomobileÉnergieUsinageMédicalRobotique
Les avantages de l'utilisation de l'impression 3D SLM
Pour certains fabricants engagés dans la production de pièces industrielles, l'impression 3D n'entre en jeu que lorsqu'ils ont épuisé les limites des méthodes traditionnelles. Alors que la production conventionnelle offre des avantages dans la production de masse, le SLM offre une foule d'avantages. À partir de la possibilité de s'engager dans la fabrication directe, les délais sont raccourcis ou éliminés, et l'outillage n'est pas nécessaire.
La fabrication additive métallique contribue à une plus grande durabilité de la production, en utilisant moins d'énergie avec une production plus rapide et moins de matériaux car la poudre peut être réutilisée. En fait, avec jusqu'à 90 % de la poudre représentant le volume de construction dans chaque cas, des quantités massives de matériau peuvent être mélangées avec de la poudre vierge et réutilisées encore et encore. La conception 3D est responsable de la promotion d'une plus grande optimisation de la topologie. SLM minimise l'utilisation de matériaux tout en maximisant la qualité de la production.
Une plus grande liberté de conception est offerte lorsque les supports peuvent être évités. Par rapport à d'autres technologies telles que l'impression 3D par frittage laser sélectif ou la fusion multi-jets avec l'utilisation de matériaux thermoplastiques, les pièces SLM peuvent nécessiter des supports. Dans certains cas, la stabilité supplémentaire peut être nécessaire pour une base solide pour construire la pièce couche par couche, la fixer à la plaque de construction, réduire le risque de gauchissement et également favoriser un meilleur refroidissement.
Du prototypage rapide à la personnalisation en masse des pièces fonctionnelles
L'impression 3D a changé le visage du développement de produits, permettant aux concepteurs, architectes et ingénieurs de créer des modèles et d'y apporter des modifications rapidement. Les commentaires peuvent être obtenus au besoin, et pour les clients de Shapeways, il peut y avoir besoin d'une itération, d'une poignée d'entre elles ou d'une centaine. Il est devenu beaucoup plus courant pour les clients de l'impression 3D SLM de passer du prototypage à la fabrication de pièces d'utilisation finale avec Shapeways également.
L'impression 3D à la demande continue d'être une aubaine considérable pour les fabricants qui peuvent voir leur inventaire prendre la poussière en raison de modèles d'achat imprévisibles. Cela peut être particulièrement vrai dans des applications telles que l'automobile, où un atelier est censé avoir la plupart des pièces en stock. Avec l'impression 3D, les pièces peuvent être conservées sur un fichier numérique, fabriquées selon les besoins et expédiées via Shapeways dans un emballage personnalisé. L'impression 3D permet des tirages hautement personnalisés, souvent dans des volumes plus faibles et les coûts ont tendance à être inférieurs à la création de moules pour un plus petit nombre de pièces.
Impression 3D SLM avec de l'aluminium
Une option extrêmement viable pour la fabrication de métaux de presque toutes sortes, l'aluminium est utilisé et recyclé dans le monde entier pour la fabrication de millions de structures et de pièces. L'impression 3D en aluminium continue d'avoir une tendance à la hausse chez Shapeways en raison de la capacité de pièces légères qui sont intrinsèquement solides.
Shapeways propose AlSi10Mg pour l'impression 3D avec fusion laser sélective (SLM). Mélange d'aluminium, de silicium et de magnésium, l'AlSi10Mg convient parfaitement aux pièces nécessitant une résistance à la corrosion et aux pièces nécessitant des parois plus minces. L'aluminium est résistant à la température, à la pression et doux pour la peau.
Les autres avantages incluent :
Bon rapport résistance/masse.Faible densité, ce qui se prête à des pièces plus légères et solides.Conduction thermique élevée, utilisée pour les pièces d'impression 3D telles que les échangeurs de chaleur dans les applications d'ingénierie.Conduction électrique très élevée, utile pour les pièces telles que les fils utilisés dans l'alimentation applications.
Shapeways propose l'aluminium en finition standard uniquement. Pour en savoir plus sur les directives de conception de ce matériau d'impression 3D métallique, cliquez ici.
À propos de Shapeways
Profitez des avantages de cette technologie de pointe et d'une large gamme de matériaux de Shapeways pour l'impression 3D de vos créations avec précision, détails complexes, et sans minimum ni limite en termes de personnalisation de masse ou de commandes de pièces uniques. Shapeways a travaillé avec plus d'un million de clients dans 160 pays pour imprimer en 3D plus de 21 millions de pièces ! Lisez les études de cas, apprenez-en plus sur les solutions de fabrication additive Shapeways et obtenez des devis instantanés ici.
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