Guide de scellage de la porosité de fabrication additive

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Gestion de la qualité Guide de scellage de la porosité de fabrication additive

| Éditeur:
Nicole Kareta

Les pièces fabriquées par le processus de fabrication additive sont aussi sensibles à la porosité que les composants fabriqués par des méthodes conventionnelles. Cet article abordera les matériaux courants, les applications et les idées fausses liées à l’imprégnation de pièces de fabrication additive.

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La porosité est inhérente aux propriétés du matériau et de la technologie.
La porosité est inhérente aux propriétés du matériau et de la technologie.

(Source: Godfrey et Wing)

Lorsque la fabrication additive a été développée pour la première fois dans les années 1980, elle était principalement utilisée pour la preuve de concept d’un produit ou les prototypes initiaux. Les limites de la technologie et du matériel ne permettaient pas d’utiliser le procédé pour des essais sur le terrain ou la production. La dernière décennie a vu une augmentation de l’utilisation de la fabrication additive. Les développements rapides de la technologie et des matériaux ont accéléré des domaines tels que le développement de produits, proposent des produits personnalisés et éliminent les restrictions de conception.

La fabrication additive a rationalisé le cycle de développement des produits. Cependant, les pièces créées par le processus sont susceptibles de présenter la même porosité que celles créées par des méthodes plus traditionnelles. La porosité est inhérente aux propriétés du matériau et de la technologie. Et, bien qu’il ne puisse pas être complètement éliminé dans le processus lui-même, tous les chemins de fuite créés par la porosité interconnectée peuvent être scellés par imprégnation sous vide.

Grâce à la technologie d'impression 3D, même des moules complexes pour le sable et la coulée de précision peuvent être produits avec précision.

Joints d’imprégnation sous vide pour matériaux de fabrication additifs courants

Les deux principaux matériaux utilisés pour les joints d’imprégnation sous vide sont le plastique et métal fritté. L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) et le nylon sont les matières plastiques les plus couramment utilisées. L’ABS est idéal pour le prototypage à faible coût, le développement de pièces mécaniques. Le nylon est idéal pour les pièces fonctionnelles, les modèles complexes au design complexe et les assemblages. Les métaux frittés sont idéaux pour les prototypes fonctionnels et les pièces finales. Le matériau est également utilisé pour des conceptions complexes qui ne peuvent pas être usinées par des méthodes d’usinage traditionnelles.

Application commune pour l’étanchéité des matériaux de fabrication additive

La principale raison pour laquelle l’imprégnation sous vide est utilisée dans la fabrication additive est de sceller les voies de fuite.

Sceller les voies de fuite: Le laser ou la buse de la machine crée une pièce en faisant fondre ou en fusionnant le matériau, couche par couche. Pendant le processus de fabrication, toute porosité formée peut être interconnectée et briser la paroi de la pièce. Des applications spécifiques nécessitent que la pièce soit étanche à la pression. Pour que les pièces soient étanches à la pression, le chemin de fuite doit être scellé. S’ils ne sont pas scellés, des liquides ou des gaz fuiront. L’imprégnation sous vide scelle le chemin de fuite à l’intérieur de la pièce, ce qui lui permet d’être étanche à la pression.

Améliorez l’intégrité des pièces: Une pièce de fabrication additive n’est pas aussi dense – et donc pas aussi solide – qu’une pièce fabriquée à partir de procédés de fabrication traditionnels. L’imprégnation sous vide peut être utilisée pour renforcer le matériau. Lorsque le scellant d’imprégnation sous vide durcit dans les perforations, il crée une liaison entre les couches internes de la pièce (figure 1). Cela renforce la pièce en augmentant la densité.

Couverture du livre blanc: SLM

Idées fausses concernant l’étanchéité des pièces imprimées en 3D

Les trois idées fausses les plus courantes concernant l’application de l’imprégnation sous vide à la fabrication additive sont les suivantes:

1. L’imprégnation sous vide élimine-t-elle les lignes de construction ou les défauts de surface?Pendant le cycle d’imprégnation, le scellant est aspiré profondément dans le chemin de fuite par pression. Après le cycle d’imprégnation, l’eau émulsionne la pièce et le mastic est éliminé de toutes les surfaces, caractéristiques de la machine, trous borgnes et robinets.

Seul le mastic aspiré dans le chemin de fuite par la force du vide et de la pression reste dans la pièce. La pièce présentera les mêmes lignes de construction et les mêmes défauts de surface après le processus. Cependant, le chemin de fuite sous la surface sera scellé.

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2. L’imprégnation sous vide scelle-t-elle les fissures?
Les fissures de fabrication additive se produisent généralement à la suite d’une mauvaise manipulation. Si vous tentez de sceller une fissure, elle peut commencer à être scellée, mais elle peut se propager car il s’agit d’une défaillance structurelle. Lors du montage et de l’utilisation, le couple ou la pression appliquée peuvent provoquer l’expansion des fissures. Le scellant durci restera statique à mesure que la fissure se dilate. En conséquence, tout fluide ou gaz peut s’infiltrer hors du chemin de fuite nouvellement créé.

3. L’imprégnation sous vide augmente-t-elle l’épaisseur des pièces?
L’imprégnation sous vide ne modifie pas les dimensions de la pièce, laissant ainsi aux ingénieurs la liberté de concevoir et de fabriquer des pièces aux formes du filet. Étant donné que le processus d’imprégnation sous vide se produit sous la surface, un ingénieur n’a pas besoin d’incorporer de tolérance dimensionnelle.

En résumé

La fabrication additive est utilisée pour un prototypage plus rigoureux et même dans des applications de production spécifiques. Cela permet aux fabricants de rationaliser le processus de production. L’imprégnation sous vide permet de rendre cela possible en rendant la pièce étanche à la pression et en améliorant son intégrité.

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