La fusion sur lit de poudre ou Powder Bed Fusion est un procédé de fabrication additive dans lequel une source d’énergie telle qu’un laser ou un faisceau d’électrons est utilisée pour fusionner des matériaux particulaires (métaux, céramiques ou polymères) afin de créer un objet tridimensionnel.
Chez Mizar Additive, nous employons trois techniques pour cette technologie : SLS (Selective Laser Sintering), DMLS/SLM (Direct Metal Laser Sintering) et EBM (Electron Beam Melting). L’une des principales caractéristiques de cette technique est la possibilité de produire des composants en alliages métalliquesde titane ou de nickel . En outre, elle offre également des avantages pour produire des pièces avec une structure interne très compacte.
Il s’agit d’un processus, surtout dans le cas des métaux, où le coût de la poudre peut représenter jusqu’à un tiers du coût total de production du composant final. La viabilité commerciale dépend donc d’une chaîne d’approvisionnement solide et de stratégies efficaces de recyclage des poussières métalliques. En outre, les propriétés chimiques et physiques de la poudre métallique affectent directement le processus de fabrication et la qualité finale du composant. Pour maintenir la robustesse et la cohérence du processus, ces propriétés doivent être contrôlées et optimisées.
A cette fin, il est nécessaire de caractériser les propriétés de la poudre aux différentes étapes de la chaîne d’approvisionnement, depuis le développement de nouveaux alliages ou polymères jusqu’au recyclage de la poudre.
Il existe quatre techniques analytiques clés couramment utilisées pour caractériser les poudres de fabrication additive :
- Diffraction laser
- Analyse automatisée des images
- Fluorescence des rayons X
- Diffraction des rayons X
Ces quatre techniques sont utilisées aux fins suivantes :
Connaître la taille des particules
La distribution de la taille des particules est cruciale pour les procédés de fabrication additive PBF car elle affecte l’emballageet la fluidité du lit de poudre qui, à son tour, affecte la qualité de fabrication et les propriétés finales du composant.
Pour mesurer la distribution granulométrique des poudres métalliques, céramiques et polymères, la diffraction laser est utilisée pour mesurer . Il s’agit d’une technique utilisée par les producteurs de poudre, les fabricants de composants et les constructeurs de machines du monde entier pour qualifier et optimiser les propriétés de la poudre .
Étudier la forme des particules
La densité du lit de poudre et la fluidité de la poudre sont directement influencées par la taille et la forme des particules.
La forme de la particule est donc une autre métrique importante pour la technologie PBF et est étudiée par le biais d’une analyse d’image automatisée. Les particules lisses et les particules de forme régulière sont préférables car elles peuvent s’écouler et se tasser plus facilement que celles qui ont une surface rugueuse et une forme irrégulière.
Analyser la compositionélémentaire
La composition élémentaire est particulièrement importante pour les alliages métalliques, car de petites variations dans la concentration des éléments d’alliage peuvent affecter les propriétés chimiques et physiques telles que la solidité, la dureté, la résistance à la fatigue et la résistance chimique.
Pour détecter ces variations, contaminants ou inclusions et pour déterminer la composition élémentaire de ces alliages métalliques et céramiques, on utilise couramment des systèmes de fluorescence X (XRF).
Déterminer la microstructure
Les caractéristiques microstructurelles, telles que la composition des phases, la contrainte résiduelle, la taille et la distribution des grains (texture), sont d’une importance vitale pour la fabrication additive des métaux, car elles peuvent affecter les propriétés chimiques et mécaniques d’un composant fabriqué.
Des systèmes de diffraction des rayons X (XRD) pour paillasse sont utilisés pour analyser ces caractéristiques microstructurelles et pour contrôler les propriétés du composant final.
Types de PBF
En fonction de la source d’énergie utilisée pour faire fondre le matériau, Mizar dispose de deux types de technologie PBF:
- La fusion au laser qui, à son tour, comporte deux techniques :
- SLS (Selective Laser Sintering)
- DLMS/SLM (Direct Laser Metal Sintering)
- La technologiede fusion par faisceau d’électrons:
- EBN (Electron Beam Melting)
Applications possibles de la technique
Le PBF permet d’obtenir des composants aussi bien en alliages métalliques qu’en polymères thermoplastiques. En raison des possibilités qu’elle offre pour la production de pièces en métal avec des caractéristiques ajoutées, les applications les plus avancées tendent à être dans les pièces métalliques Ainsi, cette technologie est principalement utilisée dans les secteurs industriel et aérospatial pour obtenir des composants en titane ou en nickel, comme mentionné ci-dessus.
A Mizar nous produisons, grâce à cette technique, des composants pour turbomachines tels que rotors de compression centrifuge et d’autres articles tels que matériel de levage pour le secteur industriel.
Veuillez nous contacter si vous souhaitez en savoir plus sur nos capacités à fabriquer des composants avec la technologie Powder Bed Fusion.
