Le DMLS fusionne la poudre métallique couche par couche avec un laser de précision pour produire des pièces métalliques denses et fonctionnelles directement à partir de la CAO, sans nécessiter d'outillage.
Conception et préparation
Commencez par un modèle CAO optimisé pour la fabrication additive (DfAM) ; choisissez l'alliage approprié et définissez les tolérances critiques et les surfaces de contact. Enregistrez la conception sous forme de fichier STL ou 3MF, positionnez-la de manière à réduire les besoins de support et intégrez toutes les structures de support nécessaires. Confirmez les spécifications des matériaux et la stratégie d'impression avant de passer au découpage en tranches.
Tranchage et configuration de la construction
Découpez le modèle en fines couches et sélectionnez les paramètres du processus tels que l'épaisseur de la couche, l'espacement des hachures, la puissance du laser et la vitesse de balayage. Disposez les pièces sur la plaque de construction pour assurer l'équilibre thermique et une utilisation efficace de la poudre, puis chargez la poudre métallique choisie dans la machine. Régler l'atmosphère de la chambre (argon ou azote) et vérifier que les niveaux d'oxygène se situent dans des limites acceptables.
Épandage de poudre et dépôt de couches
Un dispositif de recouvrement étale une couche de poudre uniforme sur la plate-forme de construction ; l'épaisseur de la couche est égale à la hauteur de la tranche choisie. Les caractéristiques de la poudre (morphologie sphérique, taille des particules de ~15-45 µm) et l'uniformité de l'étalement sont essentielles pour éviter les défauts. La poudre inutilisée est collectée, tamisée et préparée en vue de sa réutilisation dans le cadre de contrôles de qualité stricts.
Fusion laser et construction couche par couche
Un laser de forte puissance fait fondre sélectivement la poudre selon les trajectoires découpées, créant ainsi des liaisons métallurgiques avec la couche précédente. Les stratégies de balayage et la densité d'énergie sont réglées pour obtenir une densité >99% tout en contrôlant les contraintes résiduelles et la microstructure. La machine répète le cycle de balayage jusqu'à ce que la pièce soit complète, la surveillance en cours de processus détectant les anomalies lorsqu'elles sont disponibles.
Refroidissement et post-traitement
Le refroidissement contrôlé permet d'éviter les déformations ; ensuite, la plaque de construction est détachée et les supports sont éliminés à l'aide de techniques d'usinage, d'électroérosion ou de meulage. Effectuer les traitements thermiques nécessaires (détente, HIP), finir les surfaces critiques par usinage ou polissage, et appliquer les traitements de surface nécessaires.
Quels sont les avantages de l'utilisation du DMLS dans la fabrication ?
Le DMLS offre une liberté de conception exceptionnelle, des pièces à haute résistance et des délais d'exécution plus courts que les méthodes traditionnelles, ce qui en fait la solution idéale pour les composants complexes à hautes performances.
Flexibilité de conception inégalée
Le DMLS permet aux ingénieurs de créer des géométries impossibles ou trop coûteuses avec l'usinage CNC ou le moulage. Des canaux internes, des structures en treillis et des formes organiques peuvent être produits sans contraintes d'outillage. Cela ouvre des possibilités de réduction du poids jusqu'à 60% dans les composants aérospatiaux et automobiles.
Pièces fonctionnelles à haute résistance
Les pièces fabriquées par DMLS peuvent atteindre des densités de plus de 99%, égalant ou même dépassant les propriétés mécaniques des métaux corroyés. Elles conviennent donc aux applications porteuses et critiques dans l'aérospatiale, la défense et les implants médicaux.
Réduction du délai de production
Comme aucun moule ou outil n'est nécessaire, la production peut commencer dès que la conception est finalisée. Les prototypes peuvent être fabriqués en quelques jours au lieu de quelques semaines, ce qui accélère les cycles de développement des produits et permet une mise sur le marché plus rapide.
Développement durable et réduction des déchets
Contrairement aux méthodes soustractives qui peuvent gaspiller jusqu'à 90% du matériau, le DMLS utilise la fusion sur lit de poudre où la poudre non utilisée est récupérée et réutilisée. Il en résulte un minimum de déchets et une meilleure utilisation du matériau.
Fabrication de composants intégrés
Plusieurs composants peuvent être combinés en une seule pièce imprimée, ce qui réduit le temps d'assemblage, les points de défaillance potentiels et les besoins en stocks. Par exemple, un assemblage de 12 pièces peut souvent être consolidé en 1 ou 2 pièces imprimées.
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