Impression 3D en métal : les imprimantes laser et à poudre métallique que nous avons vues à l'IMTS

La semaine dernière, je suis allé au Salon international des technologies de fabrication (IMTS) et c'était incroyable. Il s'agit d'un magasin de jouets pour machinistes et présente le meilleur de l'automatisation industrielle. Mais l'une des tendances les plus cool que j'ai trouvées au salon sont toutes les techniques utilisées pour l'impression 3D en métal. La meilleure partie est que bon nombre des énormes machines exposées fonctionnent réellement !

Il est probablement préférable de parler de fabrication additive, car les méthodes réelles peuvent être très différentes de celles de votre imprimante 3D. Vous trouverez ci-dessous des exemples de trois approches différentes de ce processus. J'ai eu un excellent entretien avec une entreprise qui fait de l'impression 3D en métal à l'aide d'une livraison à base de buses souvent appelée revêtement. Il y a une vidéo de démonstration de l'impression par couche de poudre à l'aide de lasers. Et une technique qui utilise des liants comme étape intermédiaire vers la pièce métallique finale. Nous allons jeter un coup d'oeil!

C'était génial de rencontrer Tim Bell qui montrait cet énorme cône de moteur à réaction au stand BeAM Machines. Le cône lui-même a été filé en acier inoxydable comme le moyen le plus rapide et le plus économique de le produire. L'isogrille a été imprimée sur la surface extérieure de ce cône, une structure qui est généralement usinée à partir d'une plus grande partie dans un processus soustractif.

BeAM utilise une approche basée sur une buse qui transporte de la poudre métallique dans un flux de gaz argon. Lorsqu'il sort à l'extrémité de la buse, un laser haute puissance fusionne le matériau. Tim a mentionné que tout matériau pouvant être soudé au laser peut probablement être utilisé dans ce processus. Cela comprend les alliages de titane, l'acier, les alliages de nickel et les alliages de cobalt. Ils travaillent également sur l'aluminium.

Ajouter à une pièce existante est vraiment cool, mais bien sûr, vous pouvez également imprimer des objets entiers comme ceux présentés ici. Tim a mentionné que l'impression d'un cône de moteur à réaction entier en INCONEL 625 (un alliage nickel-chrome) aurait été d'un coût prohibitif.

BeAM n'avait pas de machine sur place qui fonctionnait, mais il y avait une entreprise qui faisait la démonstration du revêtement laser, alors jetons un coup d'œil à cela.

C'est assez impressionnant de voir ces machines en action sur le salon. Voici une machine de revêtement laser par OR Lasertechnology qui a été démontrée en train de construire une hélice sur certaines barres. J'ai tourné une vidéo qui montre la poudre sortant de la buse avant que le laser ne se déclenche. Une fois que cela se produit, la rotation du gabarit et le mouvement linéaire de la buse forment la spirale.

La machine n'était pas trop grande, de la taille d'un réfrigérateur. Vous pouvez voir à quoi ressemble une tige finie. Je crois que celui-ci a été poli pour obtenir ce look fini.

Le stand de Toshiba n'avait pas de machine de revêtement laser en exposition, mais ils ont apporté quelques échantillons de pièces. Ici, vous pouvez voir comment ceux-ci ont été construits puis usinés jusqu'aux tolérances.

Cette imprimante Renishaw dispose de quatre lasers de 500 W. Oui, deux kilowatts de laser dans cette machine relativement petite ! La vidéo que j'ai tournée montre le ballet laser alors qu'il fusionne une couche de poudre métallique. À la fin, il y a un portique qui balaie une nouvelle couche en place pour la prochaine itération.

Le collecteur imprimé exposé est tout simplement fantastique. Je n'aurais pas pu le distinguer comme imprimé au laser. C'est du titane et il a fallu environ 40 heures pour imprimer les deux parties qui le composent. Les pièces qui sortent de cette machine doivent être sablées pour les nettoyer - c'est peut-être pour cela qu'elles ne semblent pas imprimées en 3D - et les pièces en titane, comme celle-ci, doivent être durcies à chaud.

Renishaw montrait également un bot delta qu'ils ont construit comme système de jaugeage pour vérifier les spécifications des pièces. Voir la démonstration de résolution est époustouflant et fonctionner à ces échelles illustre la nécessité de confirmer la précision des pièces qui sortent.

3D Systems disposait d'une grande machine d'impression directe sur métal utilisée dans l'aérospatiale et la technologie médicale. (Obtenez votre hanche personnalisée ici !) Il ne fonctionnait pas, mais j'ai eu un bon aperçu du lit d'impression et une explication de son fonctionnement.

La partie centrale du lit s'enfonce dans la machine au fur et à mesure que chaque couche est imprimée, et la poudre est balayée de chaque côté. Le laser est monté au-dessus, pointant vers le bas. Les pièces sont imprimées sur un radeau qui adhère au lit. Cela sert de gabarit pour les étapes de post-traitement, après quoi la pièce est retirée à l'aide de l'EDM.

Al Williams de Hackaday vient d'écrire sur le HP Metal Jet vendredi, j'ai pu le voir en personne ! Il s'agit d'une toute nouvelle gamme d'imprimantes métalliques et je l'inclus ici même s'il n'y a pas de lasers impliqués. Cela pulvérise un agent liant sur la poudre et applique un peu de chaleur pour durcir le liant au fur et à mesure que les couches se forment. La pièce entièrement imprimée doit être soumise à un processus de cuisson au four avant d'être terminée. Apparemment, il fonctionnait pendant que j'étais là-bas, bien que la machine soit conçue pour que vous ne puissiez pas voir à l'intérieur, il n'y a donc pas grand-chose à vous montrer sur celui-ci.

Ces imprimantes métalliques sont actuellement reléguées au prototypage aérospatial, médical et haut de gamme ; pensez à l'industrie automobile. La chose importante à garder à l'esprit est qu'à l'exception du HP qui vient d'être dévoilé, ces machines sont toutes déjà utilisées. C'était très amusant de voir toute l'impression sur métal proposée à l'IMTS et de réaliser que ces technologies ne feront que s'améliorer !

Gardez un œil sur Hackaday car nous avons quelques autres machines vraiment intéressantes de l'émission que nous partagerons dans de futurs articles.