Inconvénients de la fabrication additive
Alors, si c’est aussi simple, pourquoi n’utilisons-nous jamais AM ??
De nombreux avantages de la fabrication additive existent déjà dans la métallurgie des poudres, juste sous une forme plus subtile. Vous devrez décider si des améliorations modestes dans ces domaines valent les inconvénients associés à l’impression 3D :
1. Coût de la pièce
La fabrication additive métallique a ses avantages en termes de coût lorsque vous avez besoin d’une série de 1 à 100 prototypes. Tout ce qui va bien au-delà de cela, et les coûts « par pièce » extrêmes érodent toutes les économies initiales de coûts d’outillage.
Selon la taille de la pièce, la FA peut représenter jusqu’à 5 à 100 fois le coût d’une pièce en poudre métallique traditionnelle. Ce coût extrême est déterminé par deux facteurs principaux : l’utilisation de l’équipement et le coût des matériaux.
Nous parlerons de l’équipement ci-dessous, mais d’abord, passons en revue le coût du matériel.
Les entreprises qui spécifient des matériaux pour la FA recherchent fréquemment une distribution de particules très fines ou petites. Cela peut faire monter en flèche le coût des matières premières de votre projet, d’autant plus si la poudre doit être sphérique. Ces formes de particules sont produites à partir d’un procédé d’atomisation au gaz utilisé spécifiquement dans le moulage par injection de métal et le jet de liant sur lit de poudre.
Si la pièce peut être pressée avec du PM traditionnel et usinée plus tard si nécessaire, il n’y a généralement aucune raison de forcer l’AM dans votre processus de fabrication.
2. Finition de surface
Les capacités de finition de surface d’une pièce imprimée en 3D ont parcouru un long chemin au cours de la dernière décennie. Cependant, il reste encore deux défis majeurs.
L’un est la capacité de finition globale de la poudre de fabrication additive elle-même, qui est très rugueuse par rapport aux matériaux métalliques en poudre traditionnels. L’autre est l’effet de superposition inhérent à la construction de pièces AM. Cela ressemble beaucoup à la topographie d’une carte. Lorsqu’une hauteur sur une zone d’une pièce change progressivement tandis que la section transversale augmente vers l’intérieur ou vers l’extérieur, un effet de superposition distinct se produit.
Processus de fabrication additive vs PM
Pour résoudre ce problème, les fabricants envoient généralement leurs pièces au culbutage ou au polissage électrolytique. Cela fait un excellent travail de mélange des couches ; cependant, l’enlèvement de matière crée un obstacle supplémentaire au contrôle de la précision dimensionnelle.
3. Contrôle dimensionnel
Lorsqu’elle est traitée par jet de liant, la fabrication additive métallique présente des défis dimensionnels similaires au moulage par injection de métal. A savoir, le matériau rétrécit d’environ 20 % pendant le frittage. Ainsi, bien que les imprimantes deviennent de plus en plus précises, le processus de frittage peut être une source de chagrin.
Une variation dimensionnelle de ±0,5 % peut être attendue dans le même lot de frittage. Cela signifie que plus votre conception est grand, plus elle doit inclure de tolérance.
De plus, en raison du retrait, les pièces subissent une friction supplémentaire pendant le frittage. Cela fait que les cercles se transforment en ovales et les surplombs s’affaissent, à moins que votre fabricant ne prenne pas un soin particulier à concevoir des dispositifs de frittage complexes.
4. Aucun alliage personnalisé
Les propriétés mécaniques d’un produit fini dépendent des caractéristiques de la poudre avec laquelle vous commencez.
La fabrication additive utilise généralement un matériau pré allié dans la poudre de base.La fabrication additive utilise généralement un matériau pré allié dans la poudre de base. Il n’y a aucun moyen d’introduire avec succès des matériaux et des caractéristiques supplémentaires plus tard dans le processus d’impression 3D.
Si votre matériau d’alliage n’est pas encore disponible auprès de votre fournisseur, vous n’avez pas de chance. Tous les matériaux et caractéristiques que vous voulez dans votre composant doivent être dans le mélange.
5. C’est lent et a des limitations de taille.
L’adaptation industrielle à la fabrication additive a été lente et elle est toujours considérée comme un processus de niche même en 2021. C’est parce qu’après toutes ces années, la FA n’est toujours pas un moyen efficace de produire un volume élevé de pièces.
Rappelez-vous comment nous avons complimenté la capacité d’AM à produire plusieurs pièces à la fois ? C’est une bonne chose, car c’est par ailleurs un processus semblable à un escargot par rapport à PM. Selon la forme et la taille finales souhaitées, la production d’une forme que la métallurgie des poudres conventionnelle pourrait prendre en 5 à 10 secondes peut prendre 2 à 3 heures.
Même si la vitesse n’est pas un souci pour vous, selon le type d’impression 3D, il y a un plafond bas en ce qui concerne la taille maximale des pièces.
Par exemple : avec le jet de liant, vous pouvez imprimer une pièce aussi grande que la boîte de fabrication. Cependant, réussir à faire passer la pièce à travers le processus de liaison thermique, de poudre et de frittage sans se fissurer ni se déformer est une autre histoire. Cela peut être fait, mais devient extrêmement délicat et coûteux.
À moins que votre conception ne soit une forme si unique qu’il n’y ait aucun autre moyen de la produire de manière économique, il est préférable de rester à l’écart de l’impression 3D. Même dans les cas où votre dessin est une véritable licorne, il peut être préférable d’ajuster la forme plutôt que votre méthode de fabrication.
Pour plus d’informations sur ce procédé, n’hésitez pas à visiter polissage moules plastiques .
