Fabrication additive de métaux réfractaires

La fabrication additive nous permet de réformer la production de composants très complexes en métaux réfractaires, qui ne pourraient pas être fabriqués avec des procédés conventionnels. Ce procédé permet de réaliser des économies de matériaux et de coûts, apporte une plus grande flexibilité dans le développement des produits, des cycles de développement plus courts ainsi qu’une production plus durable. Fort de plus d’un siècle d’expérience et en tant que leader mondial de la fabrication de composants en Molybdène et en composant au tungstène, nous savons exactement de quoi nos matériaux sont capables.

Un aperçu des avantages de la fabrication additive chez Plansee:

Un seul fournisseur : De la poudre à la pièce finie
Savoir-faire en matière de matériaux et de processus
Rapidité et flexibilité - du prototype à la production en série
Intégration de plusieurs fonctions dans un seul composant
Fabrication en (near-)net-shape
Durable et respectueux des ressources

Compétences

Fabriquer des pièces complexes grâce à des procédés innovants

En réalisant des structures tridimensionnelles couche par couche, il est possible d’imprimer en 3D des composants en métaux réfractaires. Il n’est donc plus nécessaire d’assembler plusieurs pièces. Nos experts peuvent ainsi fabriquer des composants complexes en Molybdène, tungstène, Tungstène métal lourd et leurs alliages. Qu’il s’agisse de surfaces de forme aléatoire, de contre-dépouilles ou de structures internes : La fabrication additive permet de produire de manière monolithique et avec une grande précision des composants présentant de telles caractéristiques. Ceci permet d’obtenir des designs innovants et d’améliorer les performances des produits, utilisés par exemple dans l’industrie aérospatiale, la technologie médicale et l’industrie automobile.

Exemple de pièce en Mo avec différentes orientations de la surface et structures de treillis intégrées

Exemple-de-pièce-en-tungstène avec différentes orientations de la surface et structures de treillis intégrées

Tube de guidage de gaz avec une faible résistance à l’écoulement et un effet du blindage thermique élevé

Structures de treillis en W pour différents types de protection contre les rayonnements

Structures de treillis en tungstène pour le blindage contre les rayonnements

Pièce de forme complexe à haute densité (>18 g/cm³) en métal lourd de tungstène

slideplansee-aem/components/imageSlide1442616

slideplansee-aem/components/imageSlide1442618
slideplansee-aem/components/imageSlide1442620
slideplansee-aem/components/imageSlide1442622

Vidéo

Apprenez-en plus sur les différentes possibilités d’impression 3D dans la vidéo :

Astuce

Bon à savoir au début

Pour réussir la fabrication additive, il est important d’harmoniser les exigences du produit et la méthode de fabrication dès la phase de conception. En partant de vos exigences individuelles, nos experts en développement et nos ingénieurs vous accompagnent de la création de prototypes au produit fini. Pour ce faire, nous misons sur notre expertise en interne : Du choix du matériau approprié et du procédé de fabrication idéal à la simulation du composant en passant par la modélisation à l’aide de l’optimisation topologique. Ainsi, nous concevons votre produit exactement selon vos besoins et nous nous assurons que nos composants fournissent des performances maximales.

Matériaux

Les matériaux et les procédés de fabrication adéquats

Riche de plus de 100 ans d’expérience, nous connaissons parfaitement les propriétés de nos matériaux. De plus, au cours des 15 dernières années, nous nous sommes intéressés de près au développement de différentes technologies de fabrication additive pour les métaux réfractaires. Nous sommes ainsi en mesure de choisir le procédé d’impression et le matériau appropriés en fonction de la taille de la pièce et des exigences souhaitées :

Différents procédés possibles

Procédé de fabrication additive direct

La fabrication de métaux réfractaires purs et de leurs alliages s’effectue principalement par fusion ciblée des différentes couches du lit de poudre sur nos machines spécialement conçues à cet effet. Pour ce faire, on utilise le laser ou le faisceau d’électrons à haute énergie pour faire fondre directement la poudre métallique de régions bien déterminées et construire ainsi le composant couche par couche : Ce n’est qu’en combinant des poudres adaptées, des paramètres du procédé optimisés et une installation sur mesure qu’il est possible de fabriquer des composants métalliques réfractaires imprimés répondant aux exigences les plus élevées.

Procédés de fabrication additive basés sur le frittage

Les matériaux qui présentent déjà les propriétés souhaitées à l’état fritté (as-sintered) sont transformés par des méthodes de fabrication additive basées sur le frittage. Dans ce cas, des poudres métalliques sont combinées à des liants organiques pour former ce que l’on appelle une ébauche, qu’il s’agisse d’un stock d’alimentation, de granulés, de filaments ou d’une suspension.

L’ébauche est ensuite transformée en un composant métallique au cours d’autres étapes du processus. Les tungstène-métaux lourds denses ainsi que les corps poreux de tungstène et de molybdène sont des exemples de ces matériaux.

Fabrication du feedstock et du filament

Pour pouvoir traiter les matériaux, le composant matériel solide sous forme de poudre doit d’abord être mélangé à un système de polymères. Ce mélange est appelé feedstock. Pour la préparation du feedstock, la poudre est d’abord préparée par filtration, granulation, broyage, mélange et/ou séchage par atomisation. Le mélange des composants du feedstock se fait pour les petites quantités dans un malaxeur et pour les grandes quantités dans une extrudeuse. Il faut alors veiller à ce que la poudre soit répartie de manière homogène dans le système de liant. Après ce mélange, le feedstock est transformé en granulés.

Selon le procédé de moulage, celui-ci peut être utilisé directement ou via l’étape intermédiaire d’un filament pour l’impression de composants. La fabrication du feedstock varie en fonction du procédé de fabrication et du matériau.

Qualité optimale des composants imprimés en 3D

Nous tenons compte des tolérances les plus strictes lors des opérations de finition, comme le fraisage, le meulage ou le polissage. Lorsque qu’il s’agit de la qualité de nos produits, nous ne faisons aucun compromis. Grâce aux méthodes les plus modernes, comme les techniques de mesure optiques et tactiles ainsi que le test par ultrasons, nous garantissons que nos produits répondent aux exigences de qualité les plus élevées.

Nos laboratoires d’essai internes certifiés sont disponibles pour les tests chimiques, mécano-technologiques, métallo-physiques et non destructifs.

Outre la fabrication de composants à partir de nos matériaux, nous transformons également d’autres matériaux tels que les céramiques et les plastiques afin d’améliorer nos produits ou de permettre leur fabrication. Il est ainsi possible d’imprimer par exemple des masquages réutilisables pour des procédés de revêtement ou de protéger contre l’oxydation des assemblages complexes avec des buses à gaz protecteur spécialement développées et imprimées. Grâce à nos différentes technologies de fabrication additive, nous permettons la fabrication de modules de plus en plus complexes à partir de matériaux haute performance, tels que des blindages dans la technologie médicale, des noyaux de fonderie

pour la coulée de métaux légers ainsi que des composants en molybdène très solides et résistants à l’usure pour le moulage par injection de matières plastiques.

Durabilité

La durabilité dans la fabrication additive

Grâce à sa capacité d’innovation, Plansee aide ses clients à développer des produits plus durables. En tant que procédé de fabrication durable, la fabrication additive offre les avantages suivants :

Efficacité des matériaux : Grâce à une fabrication proche de la forme de la pièce finale (Net-Shape et Near-Net-Shape), il n’y a pratiquement pas de pertes de matériau.
Économies d’énergie : Les produits réalisés par fabrication additive ne nécessitent pas de processus de transformation thermomécanique gourmands en énergie, ce qui réduit les besoins énergétiques et les émissions de CO₂.
L’empreinte carboneplus faible : Les machines fonctionnent à l’électricité verte.
Recyclage : Les déchets et résidus métalliques sont réutilisés à 100 % dans le cycle.
Des matières premières durables : Nous prenons de nombreuses mesures pour nous assurer que nous n’achetons que des matières premières provenant de sources socialement, éthiquement et écologiquement saines.

Il existe un grand potentiel de réduction des émissions de CO₂ et de production durable préservant les ressources, non seulement au niveau de la production elle-même, mais aussi au niveau de l’utilisation des produits.

Contact

Notre démarche a suscité de l’intérêt chez vous ? Alors n’hésitez pas à nous contacter et développons ensemble les produits de demain :

Bernhard Mayr-Schmölzer
Head of Additive and Joining Technologies
+43 5672 600 193380