Problèmes de porosité et de densité
La porosité élevée des objets métalliques imprimés en 3D peut influencer directement leurs qualités mécaniques et réduire leur densité. Une énergie insuffisante ou excessive pendant le processus d'impression pourrait être la cause de la porosité ou de problèmes avec la technique de production de poudre. Des charges élevées provoquent la rupture des pièces à forte porosité ou subissent facilement d'autres dommages.
Inversion des contraintes résiduelles
Les aspects courants de l’impression 3D métal sont le chauffage puis le refroidissement. Les contraintes résiduelles résultant de ce changement thermique important pourraient provoquer des problèmes, notamment des déformations, des fissures et des gauchissements, qui pourraient affecter la fabrication des pièces. Se trouvant généralement dans la zone de contact entre le bas du composant d'impression et le lit d'impression, la zone plutôt concentrée de contrainte résiduelle est
Microstructure déséquilibrée
La microstructure inégale des composants métalliques produits par l’impression 3D pourrait influencer leurs performances générales. Le traitement thermique peut aider dans une certaine mesure à résoudre ce problème, mais il ne peut pas fournir une microstructure comme celle des pièces forgées ou moulées traitées thermiquement.
Fissuration et déformation sous le processus de traitement thermique
En raison de la libération des contraintes résiduelles, les composants métalliques pourraient se fissurer et se déformer lors du traitement thermique. En particulier au cours de la phase de refroidissement, la déformation et la fissuration des bords induites par le retrait sont plutôt visibles.
Plan de réaction
Contrôlez les paramètres d’impression et le choix des matériaux.
L'achat de fournisseurs de matières premières de qualité supérieure et l'optimisation des paramètres d'impression tels que la puissance du laser, la vitesse de numérisation, etc. peuvent contribuer à réduire la porosité des pièces métalliques et à garantir une bonne fusion du métal. Le choix de matériaux en poudre contenant des particules sphériques pourrait ainsi augmenter la densité des produits fabriqués.
Avancement de la technologie dans le traitement thermique
L’un des principaux moyens d’améliorer la microstructure et de libérer les contraintes résiduelles est le traitement thermique. Les contraintes résiduelles peuvent être efficacement réduites au moyen de la combustion et du frittage du liant, du soulagement des contraintes, du pressage isostatique à chaud (HIP), de l'austénitisation (et de la trempe) et du revenu, renforçant et durcissant ainsi les pièces. Une gestion stricte des vitesses de chauffage et de refroidissement tout au long du processus de traitement thermique permet d'éviter les fissures et les déformations provoquées par des vitesses trop rapides ou trop lentes.
Cadre de support et approche de préchauffage
L'utilisation d'une structure de support appropriée peut contribuer à réduire la génération de contraintes résiduelles et à arrêter la déformation des pièces après l'impression. De plus, le préchauffage des ingrédients de construction et du lit d’impression contribue à réduire les gradients de température, réduisant ainsi les contraintes résiduelles. La réduction de la distance de balayage et la division de la région de balayage en sections plus petites, appelées « îlots », aident à réaliser la méthode de préchauffage.
Après le traitement, la rugosité de la surface s'améliore.
Généralement, le post-traitement des articles métalliques imprimés en 3D consiste en l'élimination de la poudre et du support, le traitement thermique et le polissage de la surface. L'usinage, le meulage ou le polissage peuvent contribuer à augmenter la rugosité de la surface au moyen d'opérations respectives. Parallèlement, les problèmes de rugosité de surface peuvent être quelque peu réduits en ajustant les paramètres d'impression tels que l'épaisseur de la couche et la puissance du laser.
Enquête matérielle et créativité technologique
Les producteurs de poudre métallique créent activement de nouveaux matériaux pour répondre à certains besoins, tels que les moules, en réaction aux mauvaises performances de soudage des matériaux trempés et durcis souvent utilisés dans l'impression 3D métallique. Parallèlement, les fabricants de moules étudient comment améliorer les performances des moules imprimés en 3D grâce à des traitements ultérieurs, notamment un traitement thermique. En outre, la technologie d’impression 3D métallique sera fusionnée avec des technologies plus avancées à mesure que les technologies de fabrication intelligente et numérique se développeront pour soutenir la croissance de la fabrication de moules vers une plus grande efficacité, une plus grande précision et moins de coûts.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/high-performance-car-parts-by-3d-printing.html