Le frittage de poudre SLS
Le frittage sélectif par laser est l’une des premières méthodes de fabrication additive, développée au milieu des années 80 par les docteurs Carl Deckard et Joe Beaman, à l’Université du Texas, à Austin. Elle a été perfectionnée pour s’adapter à de nombreux matériaux tels que les plastiques, les métaux, le verre, la céramique et même divers matériaux composites.
Les deux procédés de ce type les plus courants actuellement sont appliqués aux plastiques et aux métaux, et sont généralement appelés frittage sélectif par laser (SLS, Selective Laser Sintering) pour les plastiques, et frittage direct par laser du métal (DMLS, Direct Metal Laser Sintering) ou fusion sélective par laser (SLM, Selective Laser Melting) pour les métaux.
Comme toute impression 3D, tout commence par une modélisation en 3D de l’objet souhaité à partir d’un logiciel de CAO.
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La poudre est étalée en une fine couche sur une plateforme à l’intérieur de la chambre de fabrication par un rouleau. Ensuite, cette poudre
est préchauffée à une température légèrement inférieure au point de fusion de la matière première, le laser pourra ainsi élever plus facilement la
température des zones spécifiques du lit de poudre pour tracer le modèle qui donnera la pièce solidifiée. Le laser balaie une section horizontale du
modèle 3D et chauffe la poudre exactement à la température du point de fusion du matériau. Cela fusionne mécaniquement les particules entre elles pour
créer une pièce solide. La poudre non fondue sert de support pour la pièce pendant l’opération, ce qui évite d’avoir à lui ajouter des structures de
support, c’est-à-dire de la matière qui sert pendant la fabrication et qui est jetée ensuite. Une fois la tranche horizontale balayée, la plateforme s’abaisse
à nouveau d’une couche dans la chambre de fabrication, généralement entre 50 et 200 microns, et le processus se répète couche après couche jusqu’à ce que les pièces soient complètes.
A l’issue de la fabrication, la chambre de fabrication doit refroidir légèrement dans l’enceinte d’impression, puis hors de l’imprimante pour s’assurer que les pièces obtiennent leurs propriétés mécaniques optimales et ne se déforment pas.
Enfin, les pièces finies doivent être extraites de la chambre de fabrication, séparées les unes des autres et l’excès de poudre doit être nettoyé. Cette poudre peut alors être recyclée. Les pièces imprimées présentent des surfaces légèrement rugueuses mais peuvent subir un post-traitement supplémentaire par sablage pour les lisser et leur ajouter une peinture.
Les pièces fabriquées par SLS présentent d’excellentes caractéristiques mécaniques, et peuvent être utilisées sans finition. Leur résistance est très similaire à celle de pièces moulées par injection.
HP Multijet Fusion
Le HP Multijet Fusion ou MJF est une technologie dérivée du frittage de poudre SLS.
Beaucoup plus récente que les autres technologie, le MJF a été créé en 2016 par la société HP (Hewlett Packard), l’experte de l’impression jet d’encre. Elle a utilisé son savoir-faire pour l’adapter au frittage de poudre. Le résultat : le laser utilisé en SLS est remplacé par une dépose d’agent de fusion et d’agent détaillant. Le premier sert à fusionner grossièrement la matière intérieure de la pièce, alors que le second permet de finir finement les contours de la pièce. Lorsqu’on parle de fusionner, on parle de fondre la poudre pour l’agglomérer.
Comme les pièces réalisées en SLS, celles fabriquées en MJF présentent d’excellentes caractéristiques mécaniques, et peuvent être utilisées sans finition. Leur résistance est très similaire à celle de pièces moulées par injection.
