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L’histoire de la fonderie traditionnelle date du Moyen-Age. Ce procédé implique plusieurs étapes. Dans un premier temps, il faut produire une réplique du produit final. Pour créer cette réplique, il est possible d’utiliser de nombreux matériaux tel que le bois par exemple. Ce design doit également présenter le système remplissage mais aussi des supports additionnels. Ensuite, il faut donc créer le moule de cette réplique. Il existe de nombreuses techniques afin de travailler le moule, le matériau le plus populaire est le sable.
La première étape est la préparation de la réplique. Ce procédé sera différent pour tous les matériaux. Une fois la copie de votre produit final en mains, le système de remplissage doit être créé. Il est alors important de se rappeler que la réplique doit sortir du moule, il ne peut donc pas être plus grand sur la partie basse que sur le haut.
En créant le design de vos pièces et de votre système de remplissage, vous devrez également penser au fait que le métal liquide se solidifie rapidement.
Ensuite, tout doit être copié dans un moule. Il est nécessaire de préparer deux moules. La prochaine étape sera d’obtenir une réflection de l’objet dans un sable spécial afin de créer un moule. Le second moule est ensuite utilisé pour le système de remplissage, où le métal sera versé, si nécessaire il peut aussi est utilisé pour la seconde partie de votre objet. Les moules sont ensuite assemblé les uns sur les autres, de façon à ce que le système de remplissage communique et forme vos objets.
Une fois les deux moules connectés, pour que le métal ne fuite pas encore deux couches de sable, le métal est chauffé puis liquéfié. Le procédé de fonderie implique que le métal soit versé dans le moule à travers un système de remplissage très rapidement, puisqu’il se solidifie vite.
La dernière étape est de nettoyer l’objet potentiellement plein de sable et d’enlever le système de remplissage. L’objet est ensuite prêt pour le polissage ou pour retirer les excès de matériau si besoin.
L’impression 3D offre différentes méthodes pour créer vos pièces en métal. A Sculpteo nous vous proposons quatre technologies d’impression 3D pour vos pièces en métal: Frittage Laser Direct de Métal(DMLS), Fusion Sélective par Laser (SLM), Projection de Liant, et le moulage à la cire perdue.
Les technologies SLM, DMLS et la projection de liant sont des technologies à base de poudre de métal. Le moulage à la cire perdue utilise l’impression 3D pour copier un objet en cire. Nous allons passer en revue ces technologies dans la suite de cet article.
La Fusion Sélective par Laser utilise de la poudre de métal pour créer vos pièces. L’imprimante 3D de métal utilise une fine couche de poudre de métal ensuite fusionnée pour prendre la forme de la pièce commandée. Ce procédé est répété couche par couche. Une haute température est utilisée afin de faire fondre le métal, les pièces imprimées ont donc besoin d’un certain temps pour refroidir.
Avec la technologie SLM, vous pouvez intégrer des composants multiples en un seul objet, ce qui vous permet de gagner du temps sur votre procédé d’assemblage par exemple. Choisir la Fusion Sélective par Laser pour votre production vous permettra également de créer des pièces résistantes, qui peuvent également être assez légère. Les pièces imprimées en 3D avec cette technologie sont résistantes aux hautes températures.
Pour ce qui est des matériaux que nous proposons pour cette technologie, il s’agit de l’Aluminium AISi10Mg0,6 composé principalement d’aluminium (90%), de silicone(7%) et de magnésium (0.6%). Ce matériau possède de bonnes propriétés mécaniques et peut être exposé à de hautes tensions.
La technologie DMLS utilise de la poudre de métal pour imprimer vos pièces fonctionnelles. Le procédé est le même que pour la technologie SLM, l’imprimante 3D de métal dépose d’abord une couche de poudre de métal, puis le laser vient fusionner la poudre pour lui donner la forme du modèle 3D à produire. Le procédé de la technologie DMLS est avantageux si vous souhaitez produire des pièces en métal pour vos prototypes ou vos petites séries en éliminant les étapes vous faisant perdre du temps, comme l’outillage. Cette technologie permet également de créer des designs détaillés et complexes qu’il serait impossible de produire avec d’autres technologies, à cause des limitations des techniques de fabrication traditionnelles.
Les propriétés de vos pièces en métal imprimées en utilisant les technologies SLM et DMLS seront similaires. Ces pièces auront des bonnes caractéristiques mécaniques, vos modèles seront détaillés mais aussi complètement fonctionnels, prêts à être utilisés, ou intégré à un autre objet.
Les principales différences entre les technologies SLM et DMLS sont la température de fusion, mais aussi les matériaux utilisés. La technologie DMLS vous permet d’utiliser l’Acier Inoxydable 316L ainsi que le Titane 6AI-4V.
Tout comme les deux technologies d’impression 3D mentionnées précédemment, la projection de liant, ou Binder Jetting, est une technologie d’impression à base de poudre. Pour créer vos pièces avec cette technique de fabrication additive, aucun laser n’est impliqué. La projection de liant est connue pour être la technique d’impression 3D de métal la moins chère, mais aussi une des plus rapides.
La poudre est fusionnée par le biais d’un agent liant. La poudre est ensuite chauffée, entre chaque couche pour la solidifier. Un des avantages majeurs de la projection de liant est sa vitesse, mais aussi ses possibilités de customisation. Cette technique est un atoût pour le prototypage, pour des pièces décoratives ou alors pour la joaillerie.
A Sculpteo, nous offrons deux poudres de métal pour l’impression 3D par projection de liant: l’Acier/Bronze 420SS/BR et l’Acier Inoxydable 316 .
Le moulage à la cire perdue est une des seules techniques ici qui n’implique pas de poudre de métal. Cette technologie est basée sur l’injection de métal dans un moule. Grâce à l’impression 3D, une parfaite réplique du produit fini est imprimée en cire Une pièce Une fois le modèle imprimé un moule fait un plâtre est placé autour et une fois le moule prêt, le métal liquide est injecté pour remplacer la réplique en cire.
Pour satisfaire vos besoins de production, nous vous proposons trois matériaux différents pour le moulage à la cire perdue: Argent, Laiton, et Bronze.
La fabrication additive n’est pas obligatoirement le concurrent des méthodes traditionnelles de fonderie. En effet, ces deux techniques de fabrication de métal peuvent tout à fait être combinées afin de s’adapter pleinement à vos besoins. Le meilleur exemple est d’imprimer en 3D le premier objet, la réplique de l’objet fini. L’impression 3D permet un plus haut niveau de détails, qu’il n’est pas possible d’atteindre avec de la fonderie classique. Cela permet également d’accélérer la pré-production de vos pièces.
Une autre façon de combiner fabrication additive et fonderie classique est d’imprimer en 3D des copies en plastiques du produit final. Comme avec le moulage à cire perdue, les répliques imprimées en 3D vont fondre et s’évacuer afin de créer un moule parfait à utiliser pour la fonderie. Ce procédé est très bien expliqué dans le vidéo suivante:
Grâce à la fabrication additive, le modèle sera détaillé et laissera l’empreinte exacte de sa forme pour votre design. En voici un exemple:
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