Impression 3D titane : comment fonctionne l'impression métal SLM

Photo: Università di Pavia, CC BY 2.0

Qu'est-ce que le SLM ?

SLM signifie Selective Laser Melting, ou fusion laser sélective. La machine étale une couche très fine de poudre métallique sur un plateau. Un laser puissant fait fondre entièrement la poudre aux endroits où la pièce doit se former. Le plateau descend ensuite d'une couche et le cycle recommence.

Comme la poudre fond réellement, la pièce obtenue est quasiment dense. C'est la différence avec les procédés qui se contentent de lier la poudre. La pièce imprimée se perce, se fraise, se taraude ou se polit ensuite comme n'importe quelle pièce métallique.

Chez Makernaut, le SLM passe par des partenaires sélectionnés et certifiés ISO 9001. Vous déposez votre fichier dans Quotebase, choisissez le métal et voyez immédiatement un prix.

Quels métaux peut-on imprimer en 3D ?

Makernaut propose trois métaux en SLM, chacun avec ses points forts. Les prix sont des prix de départ au cm³, HTVA et hors finition.

Titane TC4 ou Ti6Al4V : quelle différence ?

Aucune. TC4 est la désignation chinoise de l'alliage que l'on appelle Ti6Al4V ou grade 5 en Europe et aux États-Unis : du titane avec environ 6 % d'aluminium et 4 % de vanadium. C'est l'alliage de titane le plus utilisé en aéronautique et dans le médical.

Le titane pèse environ deux fois moins que l'acier tout en restant très résistant. On le choisit donc surtout quand le poids compte. Associé à une structure en treillis à l'intérieur, il permet de retirer encore de la matière sans perdre de résistance là où la pièce travaille.

Binder Jetting : l'alternative pour le métal

Le Binder Jetting fonctionne autrement. Une tête d'impression projette un liant sur un lit de poudre pour coller les particules métalliques entre elles. On obtient une pièce fragile, encore non frittée, qui est ensuite frittée au four pour devenir du métal massif. La pièce se rétracte pendant le frittage ; le partenaire en tient compte en production.

Chez Makernaut, le Binder Jetting est disponible en acier inoxydable 316L, via nos partenaires. Le prix de départ est de 3,80 €/cm³. Il ne nécessite pas de supports métalliques et convient bien aux quantités plus importantes de petites pièces complexes. Le SLM reste le choix pour le titane ou l'aluminium, ou si vous visez la densité maximale.

Règles de conception pour l'impression 3D métal

Imprimer du métal, ce n'est pas imprimer du plastique avec une matière plus chère. Le procédé apporte beaucoup de chaleur dans la pièce, ce qui oriente la conception.

Supports

• Le SLM nécessite des supports sous les surfaces en surplomb. Ils portent la pièce et évacuent la chaleur vers le plateau.
• Concevez les faces inclinées aussi verticales que possible. Moins de supports, c'est moins de finition et un prix plus bas.
• Les supports sont retirés mécaniquement. Veillez à ce que chacun soit accessible avec un outil ; les canaux internes demandent une forme autoportante, en goutte ou en losange par exemple.

Épaisseurs de paroi et masse

• Évitez les gros blocs massifs : plus de métal, plus de temps d'impression et plus de contraintes. Évidez ou utilisez un treillis là où la pièce ne travaille pas.
• Gardez des parois d'épaisseur régulière. Les grands écarts d'épaisseur provoquent un refroidissement inégal, donc des déformations.
• Les parties creuses ont besoin d'une ouverture pour évacuer la poudre libre.

Finition et traitement thermique

Après l'impression, la pièce subit généralement d'abord un traitement thermique pour relâcher les contraintes internes. Ce n'est qu'ensuite qu'elle est découpée du plateau et débarrassée de ses supports. Le traitement exact dépend du métal et de l'application.

Une surface métallique imprimée est mate et légèrement rugueuse. Pour les ajustements, les surfaces d'étanchéité et les filetages, prévoyez une reprise : sablage pour un aspect uniforme, fraisage ou perçage CNC pour les faces qui doivent s'ajuster précisément. Ajoutez un peu de surépaisseur dans votre modèle à cet effet.

Impression 3D métal ou usinage CNC ?

Une pièce métallique fraisée est souvent moins chère qu'une pièce imprimée. La question n'est donc pas de savoir quelle technique est la meilleure, mais laquelle convient à votre forme et à vos quantités.

Une règle simple : si la pièce peut se dessiner comme un bloc dont on retire de la matière, l'usinage CNC est généralement plus logique. Si sa valeur tient justement à une forme impossible à fraiser, l'impression 3D métal se justifie.

Combien coûte l'impression 3D titane ? Deux exemples de calcul

Le prix de l'impression 3D métal dépend surtout du volume de la pièce et du métal choisi. Les supports, la finition et le traitement thermique s'y ajoutent. Volume × prix matière n'est donc qu'un point de départ ; votre prix réel s'affiche dans Quotebase.

Exemple de calcul 1 : support léger en titane

Un support avec une structure en treillis interne a un volume de 20 cm³. En titane TC4, cela donne 20 cm³ × 6,50 €/cm³ = à partir de 130,00 € pièce, HTVA et hors finition.

Exemple de calcul 2 : bloc avec canaux de refroidissement en 316L

Un insert avec canaux de refroidissement internes a un volume de 45 cm³. En acier inoxydable 316L, cela donne 45 cm³ × 3,99 €/cm³ = à partir de 179,55 € pièce, HTVA. La reprise des surfaces fonctionnelles s'y ajoute.

Vous voulez réduire le prix ? Diminuez le volume avec un treillis ou un évidement, limitez les surplombs et réservez les tolérances serrées aux faces qui en ont vraiment besoin.

En résumé

• Choisissez le SLM en titane quand poids et résistance comptent tous les deux.
• Choisissez le SLM en 316L pour des pièces résistantes à la corrosion avec canaux internes.
• Choisissez l'aluminium quand la dissipation thermique et la légèreté priment.
• Choisissez le Binder Jetting pour des quantités plus importantes de petites pièces en 316L.
• Choisissez l'usinage CNC pour les formes simples et les tolérances serrées.

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