Lorsque la pièce métallique imprimée en 3D est terminée, sortez-la simplement de la machine et elle est prête à l'emploi, n'est-ce pas ? Pas loin.
Les pièces métalliques imprimées en 3D (AM) sont essentiellement "soudées" à la plaque de construction, et nous devons utiliser un outil de coupe pour les retirer. En plus de cela, les pièces d'impression 3D nécessitent encore une série d'étapes de post-traitement avant d'être prêtes à l'emploi. Voici des méthodes liées aux pièces de post-traitement d'impression 3D en métal à partager avec vous.
Élimination de la poudre :Les pièces imprimées en 3D sont construites "vers le bas" dans un système de fusion sur lit de poudre au fur et à mesure que de nouvelles couches sont ajoutées sur le dessus, ce qui signifie que la pièce est enfouie dans la poudre une fois terminée. Une fois la fabrication terminée et la pièce/plaque de fabrication refroidie, l'opérateur de la machine doit retirer toute la poudre de la table de fabrication et tamiser/filtrer/recycler pour une utilisation ultérieure. Il s'agit de la première opération après l'impression, seuls les coûts de main-d'œuvre prennent du temps.
Soulagement du stress:Au fur et à mesure que la pièce est construite couche par couche, le chauffage et le refroidissement du métal provoquent des contraintes internes qui doivent être soulagées avant que la pièce puisse être retirée de la plaque de construction. Sinon, les pièces peuvent se déformer ou même se fissurer. Les pièces anti-stress nécessitent un four ou un four suffisamment grand pour s'adapter à l'ensemble de la plaque de construction. De nombreuses personnes recommandent d'utiliser un four avec un environnement inerte pour minimiser l'oxydation à la surface de la pièce. En fait, les gens préfèrent un four sous vide, mais cela coûte beaucoup plus cher.
Retrait de pièces :La plupart des entreprises utilisent l'électroérosion à fil pour retirer les pièces de la plaque de construction, ce qui peut prendre plusieurs heures, selon le nombre et la taille des pièces. Mais de nombreux ateliers d'usinage commencent à utiliser des scies à ruban car elles sont plus rapides, plus efficaces et peuvent souvent faire le travail en quelques minutes. Gardez à l'esprit que des matériaux comme l'Inconel durcissent lorsqu'ils sont usinés, il peut donc être difficile de les retirer de la plaque de construction avec juste une scie à ruban.
Traitement thermique:Le traitement thermique peut améliorer efficacement la microstructure et les propriétés mécaniques de la pièce, et est nécessaire pour presque toutes les pièces métalliques d'impression 3D. Dans de nombreux cas, cette étape nécessite également un four à environnement contrôlé capable d'ajuster la température et le temps de refroidissement. Le traitement thermique peut affecter les dimensions de la pièce, donc dans la plupart des cas, les pièces sont traitées thermiquement avant l'usinage/la finition de la pièce.
Pressage isostatique à chaud :De nombreuses entreprises aérospatiales commencent à utiliser le pressage isostatique à chaud (HIP) au lieu du traitement thermique, qui est souvent utilisé dans l'industrie de la fonderie pour améliorer la résistance à la fatigue des pièces moulées. Les systèmes HIP coûtent beaucoup plus cher que les fours/fours et ont leurs propres mesures de sécurité en raison de la haute pression (100 MPa ou plus) à laquelle ils fonctionnent. Si la pièce a été HIPed, elle n'a généralement pas besoin d'être traitée thermiquement.
Usinage:Les surfaces de contact, les surfaces, les filetages, les structures de support, etc. doivent être usinés pour assurer la précision dimensionnelle des pièces finies. Peu de pièces imprimées en 3D répondent aux spécifications "attendues", ce qui nécessite un post-traitement pour garantir la précision dimensionnelle du modèle. Mais établir des références d'usinage peut être délicat, en particulier pour les pièces complexes de forme organique fabriquées à l'aide de l'impression 3D. L'accès aux canaux internes ou aux canaux de refroidissement qui doivent être usinés augmente également les coûts et nécessite souvent des appareils spécialisés.
Traitement de surface:Un traitement de surface peut également être nécessaire pour améliorer la finition/la qualité de surface de la pièce, réduire la rugosité de surface, nettoyer les canaux internes ou éliminer les particules partiellement non fondues de la pièce. La rugosité de surface a le plus grand impact sur les propriétés mécaniques statiques des pièces et est liée à la résistance à l'usure, à la corrosion et à la fatigue des pièces. L'usinage, la corrosion chimique et le grenaillage peuvent être utilisés, mais les pièces elles-mêmes sont endommagées dans une certaine mesure.
Inspection et test:Après le post-traitement, la métrologie, l'inspection et les tests non destructifs à l'aide d'un balayage à lumière blanche/bleue, d'un ressuage, d'un test par ultrasons, d'un scanner par tomodensitométrie (CT), etc. peuvent être nécessaires à plusieurs points du processus de post-traitement. Des tests destructifs d'échantillons de pièces et l'analyse de coupons (par exemple, des barres de traction), la chimie des poudres, la microstructure des matériaux, etc. peuvent également être nécessaires pour collecter des données afin d'aider à la qualification du processus et finalement à la qualification des pièces. Les pièces imprimées en 3D avec des canaux internes, des structures en treillis et d'autres améliorations internes peuvent également nécessiter des tomodensitogrammes pour garantir la perméabilité des canaux, l'évaluation de la géométrie interne, etc.
En fait, l'impression 3D métal est plus complexe qu'on ne le pense. Par rapport à l'impression en résine ou en plastique, elle nécessite davantage de processus de post-traitement pour aider à terminer la pièce finie idéale finale.