Les meilleurs matériaux d'impression 3D métal pour la fabrication additive

Presque tous les procédés d'impression 3D métal reposent sur la poudre métallique. Qu'elle soit utilisée comme matière première ou intégrée un filament, c’est l'ingrédient essentiel qui permet aux machines de fabriquer des pièces de manière additive. Cela signifie que la disponibilité des matériaux d'impression 3D métal dans la fabrication additive dépend presque exclusivement de la facilité avec laquelle la forme pulvérisée peut être fusionnée. La poudre d'aluminium, par exemple, est plus difficile à souder que les aciers, qui se soudent beaucoup plus facilement, et constitue donc un matériau d'impression 3D métal beaucoup moins courant.

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Les matériaux d'impression 3D métal les plus utiles offrent aux fabricants une plus grande valeur ajoutée par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles. Souvent, cela dépend de l'usinabilité. Les matériaux difficiles à usiner, comme les aciers à outils et le titane, sont traditionnellement très difficiles à travailler, mais comme l'usinabilité n'est pas synonyme d'imprimabilité, ces métaux peuvent être fabriqués avec une imprimante 3D en un minimum de travail et à un coût fixe et faible par pièce.

Passons en revue certains des matériaux d'impression 3D métal disponibles sur le système Markforged Metal X, ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque matériau sur le procédé de fabrication.

Acier inoxydable

L'acier inoxydable se caractérise par sa grande solidité et son excellente résistance à la corrosion. Ce matériau est utilisé dans un large éventail de secteurs et d'applications, depuis la fabrication jusqu’aux technologies d'assistance. Parmi les exemples d'aciers inoxydables imprimés en 3D, on trouve l'acier inoxydable 316L, extrêmement résistant à la corrosion, et l' acier inoxydable 17-4 PH, pouvant être traité thermiquement.

Aciers à outils

Comme son nom l'indique, cette classe d'aciers est utilisée pour une variété d'outillage de fabrication. Tout ce qui, sur une chaîne de production, coupe, estampille, moule ou forme, est probablement fabriqué en acier à outils. Les aciers à outils peuvent résister à des conditions difficiles en raison de leur grande dureté et de leur excellente résistance à la chaleur et à l'abrasion. En raison de ces propriétés, les aciers à outils sont très difficiles et coûteux à usiner, ce qui en fait des candidats idéaux pour l'impression 3D. Parmi les poudres et filaments les plus populaires, on trouve l' acier à outils H13A2, D2.

Titane

Ce métal est solide, incroyablement léger et résistant à la chaleur et aux produits chimiques. Généralement, le titane est extrêmement difficile à usiner (expliquant son coût élevé), ce qui en fait un excellent matériau pour l’impression 3D métal. Le titane le plus couramment imprimé en 3D est le titane 64 (Ti-6Al-4V). Il est utilisé dans les cas où un rapport poids/résistance très élevé est nécessaire, comme dans les avions, par exemple.

Inconel 625

Si les imprimantes 3D peuvent être utilisées pour produire des pièces à partir de métaux classiques comme l'acier, elles peuvent également fabriquer des pièces à partir de superalliages qui sont particulièrement adaptés aux environnements extrêmes. L'Inconel 625 est un superalliage à base de nickel solide, rigide et très résistant à la corrosion et à la chaleur, souvent utilisé dans des endroits comme les turbines et les fusées. Les autres types d'Inconel, à savoir l'Inconel 718, n'ont pas la même résistance à la chaleur que l'Inconel 625. Ce matériau est traditionnellement très coûteux à usiner ; à l'inverse, l'Inconel peut s’acheter sous forme de poudre et être imprimé en 3D pour une fraction du coût habituel, ce qui permet de profiter de composants en Inconel abordables.

Cuivre

Parce qu'il conduit la chaleur et l'électricité bien mieux que les métaux traditionnels, le cuivre est utilisé depuis longtemps dans la fabrication industrielle. Lorsqu’il est utilisé en tant que matériau d’impression 3D, le cuivre est utilisé pour les dissipateurs thermiques et les échangeurs thermiques, des composants de distribution d’énergie tels que les jeux de barres, des équipements de fabrication tels que les tiges de soudage par points, les antennes pour les communications RF, etc.

Lisez notre guide sur le Metal Design

Pour aller plus loin

La liste actuelle des matériaux d'impression 3D métal est relativement courte et se concentre sur les matériaux de qualité supérieure dont la fabrication est la plus rentable. Cependant, au fur et à mesure que l'impression 3D métal se développe, on peut s'attendre à voir des filaments et des poudres d'impression 3D métal de plus en plus nombreux et moins chers, disponibles sur différentes plateformes d'impression en métal. Ces matériaux, qui bénéficient des mêmes avantages en termes de coûts que les métaux mentionnés dans ce post, permettront de nouvelles applications pour l'impression métal et favoriseront son adoption par la majorité des fabricants.