Le métal pour l'impression 3D joue un rôle clé dans la qualité des pièces, la performance et le succès de l'application. Cet article explore les métaux les mieux adaptés à la fusion sur lit de poudre, leurs propriétés, les variantes disponibles et les industries dans lesquelles ils sont couramment utilisés.
Tous les métaux présentés sont entièrement compatibles avec les imprimantes 3D métal 2Create et 2Create Plus.
Points clés en bref
- Métal de haute qualité pour l'impression 3D: Le métal garantit des pièces solides, précises et fiables.
- Fusion en lit de poudre (SLM & EBM) : La méthode la plus utilisée pour la fabrication additive métallique.
- Métaux courants: Acier inoxydable, acier à outils, titane, cobalt-chrome, superalliages de nickel et aluminium.
- 2Create & 2Create Plus : Prise en charge de toutes les principales poudres métalliques pour les applications industrielles et médicales.
Buse de gaz de modding imprimée en 3D (acier inoxydable) pour 2Create
Métal pour l'impression 3D
<Le métal pour l'impression 3D est disponible sous différentes formes, notamment sous forme de poudre, de fil, de liquide et de filament, en fonction de l'application et du processus de fabrication additive.
La méthode la plus courante dans l'impression 3D de métaux est la fusion sur lit de poudre (SLM et EBM), où les poudres métalliques sont sélectivement fondues et fusionnées couche par couche.
Métaux pour l'impression 3D - Matériaux
Les métaux tels que l'acier inoxydable, l'acier à outils, le titane, le cobalt-chrome, les superalliages à base de nickel (par exemple l'Inconel), l'aluminium et les alliages de cuivre figurent parmi les métaux les plus utilisés pour l'impression 3D.
Ils sont utilisés dans diverses industries, notamment l'aérospatiale, l'ingénierie automobile, la construction d'outils et de machines et la technologie médicale. (SLM).
Impression 3D sur l'acier inoxydable
L'acier inoxydable est un matériau métallique offrant une résistance particulière à la corrosion, une grande solidité ainsi qu'une excellente résistance aux températures élevées, une durabilité remarquable et une bonne conductivité.
Les objets imprimés en 3D à partir d'acier inoxydable peuvent présenter une résistance égale ou même supérieure à celle obtenue par les méthodes de fabrication traditionnelles. Le degré de dureté, la résistance ainsi que d'autres propriétés de l'acier inoxydable imprimé en 3D dépendent principalement du procédé d'impression 3D choisi et du matériau utilisé.
Les alliages d'acier inoxydable couramment utilisés sont le 316L et le 17-4 PH. Le 316L se caractérise par sa grande résistance à la corrosion, tandis que le 17-4 PH permet un durcissement par précipitation exceptionnel (technologie du durcissement par précipitation).
Applications d'impression 3D en acier inoxydable
Les objets en acier inoxydable imprimés en 3D sont utilisés dans une grande variété de secteurs, notamment la technologie médicale et dentaire, l'aéronautique, l'industrie automobile et les technologies d'assistance.
Poudre d'impression 3D en acier inoxydable
L'acier inoxydable utilisé pour l'impression 3D en acier inoxydable est disponible sous diverses formes d'alliages et avec des propriétés variées, notamment 316L, 304L, 630, 410, 420, 254, 17-4 PH, 15-5 PH, PH1 et GP1. Parmi eux, le 316L est le plus couramment utilisé en impression 3D métallique, en raison de sa grande résistance à la corrosion et de sa bonne ductilité.
Matériaux validés pour les systèmes d'impression 2onelab : forAM 316L VG, MetcoAdd™ 17-4PH.
Composant imprimé en 3D (Acier inoxydable ; 17-4PH) par 2onelab
Impression 3D d'acier à outils
Les aciers à outils se distinguent par leur grande résistance à l'usure et leur dureté, ainsi que par leur excellente résistance aux températures, leur durabilité et leur bonne ductilité. Ils appartiennent au groupe des alliages ferreux avec une teneur en carbone inférieure à 2 % et de faibles concentrations de phosphore et de soufre. En impression 3D, on utilise à la fois des aciers à outils alliés et non alliés, qui diffèrent par leurs propriétés spécifiques.
Applications d'impression 3D en acier à outils
Les géométries imprimées en 3D à partir d'acier à outils sont utilisées dans l'industrie pour la fabrication d'outils, de composants d'outils et dans la construction de moules (Additive Tooling ou Rapid Tooling). Ces moules sont ensuite utilisés dans d'autres processus de fabrication, tels que l'extrusion, le moulage, l'injection plastique ou le découpage.
Acier à outils Poudre d'impression 3D
Pour l'impression 3D en acier à outils, les poudres d'acier à outils suivantes sont utilisées : D2, M2, H13, H11, MS1 et 1.2709.
Matériaux validés pour les systèmes d'impression 2onelab : Stainless Steel Super Duplex, metal-ceramic cermet composite powder
Formes imprimées en 3D en métal (Titane) par 2onelab
Impression 3D du titane
Le titane et les alliages de titane se distinguent par une résistance exceptionnelle à la corrosion, une biocompatibilité, un excellent rapport résistance/poids ainsi qu'une faible dilatation thermique. En raison de ces propriétés, le titane est le métal le plus couramment utilisé dans la fabrication additive.
Applications d'impression 3D Titan
En raison de sa biocompatibilité, le titane est particulièrement utilisé dans la technologie médicale et dentaire, notamment pour la fabrication sur mesure de prothèses et d'implants. De plus, l'impression 3D en titane trouve également des applications dans l'aéronautique, ainsi que dans les industries automobile et électronique.
Poudre d'impression 3D à base de titane
Pour l'impression 3D en titane, les poudres de titane suivantes sont disponibles : Ti-6Al-4V, Beta 21S, Cp-Ti (titane pur) et TA15.
Matériaux validés pour les systèmes d'impression 2onelab : STARBOND TI5 POWDER 45 (Ti-6Al-4V)
Bille articulaire imprimée en 3D en titane de 2onelab
Cobalt Chrome Impression 3D
Les alliages de cobalt-chrome se distinguent par leur dureté exceptionnelle ainsi que par leur excellente résistance à l'usure, à la chaleur et à la corrosion, leur résistance à la corrosion surpassant celle de l'acier inoxydable. De plus, ils sont biocompatibles, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications médicales.
Applications d'impression 3D au chrome-cobalt
Les propriétés du cobalt-chrome permettent une large gamme d'applications, allant de l'aéronautique et de l'industrie automobile à la dentisterie et aux technologies médicales.
Poudre d'impression 3D à base de cobalt et de chrome
Exemples de poudres cobalt-chrome adaptées à l'impression 3D cobalt-chrome : CoCr, CoCrW, CoCr F75 et CoCr28Mo6
Matériaux validés pour les systèmes d'impression 2onelab : Mediloy® S-Co, Mediloy® RPD, Kera®S-Powder, remanium star powder, Starbond Easy Powder 30
Modèles dentaires imprimés en 3D (CoCr) par 2onelab
Superalliages à base de nickel Impression 3D
Les superalliages à base de nickel, tels que le Inconel, font partie des alliages haute performance et se distinguent par d'excellentes propriétés mécaniques ainsi qu'une résistance particulière à la corrosion et aux températures élevées. Ces caractéristiques les rendent idéaux pour des applications dans des environnements extrêmes, tels que ceux rencontrés dans les turbines ou les moteurs de fusées.
Applications de l'impression 3D
Les alliages à base de nickel sont utilisés dans des applications industrielles exigeantes dans les secteurs de l'aéronautique, de l'aérospatiale, de la marine, de l'énergie et de l'automobile. Ils assurent une grande résistance aux contraintes mécaniques et aux conditions environnementales extrêmes.
Superalliages à base de nickel Poudre d'impression 3D
Pour l'impression 3D métallique de superalliages à base de nickel sous forme de poudre, les matériaux suivants sont adaptés : Inconel 625, Inconel 718, Hastelloy X et Haynes 282.
Impression 3D de l'aluminium
Les alliages d'aluminium se caractérisent par une bonne conductivité thermique et électrique, une excellente résistance à la corrosion et une combinaison de faible densité avec une résistance remarquable, selon les types d'alliages.
Applications d'impression 3D en aluminium
Les alliages d'aluminium sont particulièrement adaptés aux constructions légères en raison de leur faible poids tout en offrant une grande résistance. Ils sont utilisés dans des secteurs tels que l'aéronautique, l'automobile, la technologie médicale, ainsi que dans la construction de machines et d'installations.
Poudre d'impression 3D d'aluminium
Les alliages d'aluminium typiques pour l'impression 3D en aluminium sont AlSi10Mg, AlSi12 et Al6061.
Matériaux validés pour les systèmes d'impression 2onelab : forAM® AlSi10Mg 20-63 GA
Buse en aluminium imprimée en 3D par 2onelab
Comment choisir le meilleur métal pour l'impression 3D
Les étapes suivantes permettent de sélectionner les métaux optimaux pour l'impression 3D :
1. Définissez à l'avance les exigences de performance pour l'objet à fabriquer. Ces exigences peuvent inclure les influences extérieures auxquelles le produit final sera exposé, ainsi que les charges mécaniques attendues pendant son utilisation.
2. Comparez les exigences de performance avec les propriétés de chaque métal. Assurez-vous que le matériau choisi répond à la fois aux exigences de l'application et aux conditions de fonctionnement. Par exemple, avez-vous besoin d'un métal avec une grande résistance mécanique ou une forte résistance à la corrosion ?
3. Enfin, sélectionnez le matériau qui répond le mieux aux exigences de performance et aux besoins de l'objet. Cela garantit une fonctionnalité fiable et une longue durée de vie de la fabrication.
Conclusion - Le métal pour l'impression 3D
Le choix du bon métal pour l'impression 3D dépend du processus de fabrication et de l'application envisagée.
La fusion sur lit de poudre (SLM et EBM) est le processus le plus largement utilisé, permettant la production de pièces de haute performance à partir de métaux tels que l'acier inoxydable, l'acier à outils, le titane, les superalliages à base de nickel, le cobalt-chrome et l'aluminium.
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FAQ : Métal pour l'impression 3D
Les imprimantes 3D impriment-elles du métal ?
La fabrication d'objets en métal par des procédés de fabrication additive est possible. Des procédés tels que la fusion sélective par faisceau laser (SLM) utilisent des imprimantes 3D spécialisées pour construire les métaux couche par couche afin de créer un objet.
Quels sont les métaux utilisés pour l'impression 3D ?
Pour l'impression 3D métallique, les métaux suivants se sont avérés performants : acier (acier inoxydable, aciers à outils), titane, cobalt-chrome, superalliages à base de nickel, aluminium et cuivre.
Les domaines d'application s'étendent de l'aéronautique à la technologie des véhicules, en passant par la technologie médicale et dentaire, ainsi que l'industrie électronique.
Quels sont les métaux qui ne conviennent pas à l'impression 3D ?
En principe, tout métal peut être utilisé pour l'impression 3D, à condition qu'il soit disponible sous forme de poudre appropriée et qu'il puisse fondre et se solidifier à haute température sans brûler. L'extrusion de métal par une buse est généralement réalisable si ces exigences matérielles ne sont pas remplies.
Quelle est la stabilité du métal imprimé en 3D ?
Avec l'impression 3D de métal, il est possible d'imprimer des objets très stables qui présentent des propriétés mécaniques comparables à celles de la fabrication traditionnelle, voire supérieures. Les facteurs influençant cette stabilité sont le choix du matériau métallique, le procédé de fabrication additive, les paramètres d'impression et le post-traitement.
Peut-on imprimer du titane en 3D ?
Les objets peuvent être fabriqués à partir du matériau métallique titane ou sous forme d'alliages de titane en impression 3D. Il peut s'agir soit de titane pur, comme le Cp-Ti, soit d'alliages spécifiques qui répondent à des exigences particulières grâce à leurs propriétés spécifiques. Des exemples de ces alliages sont le Ti-6Al-4V, le Beta 21S et le TA15.
Le titane se distingue par une excellente biocompatibilité et est particulièrement utilisé dans la technologie médicale et dentaire pour la fabrication d'implants et de prothèses sur mesure.
Peut-on imprimer de l'aluminium en 3D ?
L'impression 3D du métal aluminium est particulièrement adaptée au secteur de l'aéronautique et de l'aérospatiale en raison de son faible poids combiné à une grande résistance. Ces secteurs se caractérisent en effet par une construction légère, ce qui fait du poids un facteur essentiel.
Autres liens :
Auteur : Markus Wolf
Passionné par l'impression 3D, tout en étant
Directeur technique et cofondateur de 2onelab.
