Métal Imprimé en 3D: Aluminium AISi7Mg0,6

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Sommaire

Sur cette page, vous trouverez de nombreuses informations, astuces et conseils pour réussir votre impression 3D en aluminium. Après avoir lu cette page, vous connaîtrez :

Informations générales sur le matériau aluminium

L' Aluminium AISi7Mg0,6

Les objets imprimés en 3D en aluminium AlSi7Mg0,6 par Sculpteo sont créés à partir d'une fine poudre métallique composée principalement d'aluminium (90%), de Silicium (7%) et de Magnésium (0,6%). Ce matériau possède de bonnes caractéristiques mécaniques et peut être utilisé pour des pièces sujettes à de fortes tensions. Le matériau est résistant et léger. Sa composition le rend très adapté pour le moulage. Cet alliage est généralement utilisé en fonderie pour des éléments fins et des géométries complexes. Le second avantage de l'aluminium AlSi7Mg0,6 est son très faible poids.

Ces caractéristiques rendent l'aluminium AISi7Mg0,6 particulièrement efficace pour les secteurs où un ratio solidité/masse ainsi que des bonnes propriétés thermiques sont requis. Les pièces produites en aluminium  AISi7Mg0,6 par SLM offrent d'excellentes propriétés et rivalisent avec celles produites grâce à des méthodes traditionnelles.

Le matériau brut possède une surface granuleuse et rugueuse. Cet aspect est suffisant dans la plupart des cas mais si vous souhaitez une finition particulière comme un polissage, vous pouvez contacter notre service commercial directement en ligne. Le processus de finition fait intervenir l'un de nos techniciens sur vos pièces afin de manuellement améliorer votre objet imprimé en 3D. 

Avantages et principaux usages 

L'impression 3D d'Aluminium est réalisée par fusion ou frittage laser. Il existe actuellement 2 technologies : le DMLS et le SLM. Chez Sculpteo, nous utilisons la technologie SLM (Selective Laser Melting), une technique de fusion par laser.  Le faisceau laser amène localement la poudre de métal à son point de fusion couche après couche afin de fabriquer votre objet. 

Comme l'Aluminium est fusionné à très haute température, la fabrication additive métallique nécessite une grande maîtrise technique pour la pré-étude des effets thermiques et mécaniques avant impression 3D, ainsi qu'une excellente connaissance des techniques de finition pour le parachèvement de l'objet. 

Les fabrications additives de pièces en Aluminium réussies sont souvent des projets où l'impression 3D se justifie totalement, car elle est la meilleure alternative de production en comparaison des autres techniques de fabrication (fonderie, usinage, découpe). Nous avons remarqué que ces avantages de l'impression 3D s'y retrouvent souvent :

  • Designs complexes / Géométries filaires / Mécanismes indémontables

  • Rapidité, réduction du temps d'assemblage
  • Petite série
  • Optimisation topologique / Allègement
  • Personnalisation de masse
  • Remote Production

Pour réussir la fabrication de votre pièce, il est fréquent de devoir modifier le design initial. Au risque de nous répéter, nous préférons vous mettre en garde : si vous souhaitez réaliser une pièce en Aluminium par simple curiosité, vous risquez la désillusion face aux efforts et aux coûts nécessaires pour la réaliser !

L'Aluminium AlSi7Mg0,6 est un bon matériau pour imprimer en 3D des pièces fonctionnelles, des pièces détachées et des bijoux. Le matériau est très léger, et a un excellent ratio poids/résistance. Il est aussi idéal pour des pièces à parois fines et à géométries complexes. 

L'aluminium est conçu pour offrir des pièces légères et solides pour de nombreuses industries comme l'automobile, l'énergie ou le high-tech. 

La surface d'un objet imprimé en aluminium avec la technique SLM est légèrement rugueuse (rugosité d'environ Ra=5µm), et non brillante. Nos pièces sont livrées avec le traitement T5 (2h dans un four à 300°C). Ce traitement thermique permet de faire ce qu'on appelle une "relaxation de contrainte internes", et d'améliorer les propriétés mécaniques de la pièce. Nous proposons également le traitement T6, mais uniquement sur devis.  

Agile Metal Technology

Une suite logiciel pour l'impression 3D métal

Sculpteo développe une nouvelle suite d'outils logiciels spécifiques pour répondre aux challenges de l'impression 3D en Aluminium. Il s'agit d'un système intelligent en ligne pour vous permettre d'évaluer, d'optimiser et de fabriquer vos projets en métal. Cet ensemble d'outils est regroupé sous le nom d'Agile Metal Technology. Il combine de l'intelligence artificielle, des interfaces 3D interactives avec le moteur de calcul Sculpteo pour vous donner en quelques minutes des réponses fiables.

Notre objectif est de vous offrir : 

  • un audit détaillé sur la faisabilité de votre projet

  • un retour précis sur votre design et son optimisation 
  • de la transparence sur le prix et la stratégie de parachèvement de votre pièce 
  • du contrôle sur le mode de production (orientation, stratégie de supports) pour les plus experts

Au final, vous gagnez du temps et réalisez avec plus de succès votre projet en fabrication additive métallique.  Vos pouvez retrouver plus de détails sur ces outils et comment vous pouvez vous en servir pour votre impression 3D en Aluminium sur la page dédiée.

Business Case

Business Case est le premier outil de la suite Agile Metal Technology. Il s'agit d'un audit en ligne de votre projet d'impression 3D. Case est une intelligence artificielle developpée par Sculpteo qui établit un diagnostic de faisabilité grâce à votre fichier 3D et une série de questions. Notre IA a été éduquée sur la base des millions de fichiers 3D et de pièces fabriquées que nous avons traités depuis la création de Sculpteo en 2009.  

Cet audit ne prend que quelques minutes et vous donne des indications sur les points forts et les points faibles de votre projet. Business Case vous propose également une recommandation sur le matériau qui lui parait le plus adapté. 

Business Case est un système auto-apprenant, alors n'hésitez pas à l'essayer, plus elle enregistre de projets, meilleures seront ses recommandations !

Techniques d'impression 3D de l'aluminium - Processus

Pré-process

A la différence des technologies d'impression 3D de polymères, la fabrication additive métallique nécessite une importante phase de pré-process. Cela est lié à l'importance des phénomènes thermiques lors de la fabrication en elle-même ainsi que la prise en compte des contraintes dimensionnelles ou du degré de finitions recherché.

L'impression par SLM requiert des supports afin d'imprimer correctement une pièce. Le support lui-même est imprimé à partir de la même poudre que la pièce et sera retiré après la phase d'impression. Les supports permettent de :

  • fixer correctement votre objet à la plateforme

  • limiter les effets de rétractation pendant la phase de refroidissement (warping) 
  • supporter les angles fermés et les géométries en porte-à-faux. 

Plusieurs types de supports sont possibles et sont utilisés en fonction de la géométrie de votre pièce, ses dimensions, la densité de l'objet final, les étapes de finition en post-process... 

L'orientation du modèle et le choix des supports sont des éléments essentiels pour la réussite de votre projet en Aluminium. Comme pour les autres technologies d'impression 3D chez Sculpteo, ces étapes sont semi-automatisées : notre système intelligent préconise une solution qui est ensuite validée par un ingénieur pré-process spécialisé.

Technique d’impression

La technologie d'impression par SLM (Selective laser melting) fonctionne de manière additive en fondant de la poudre d'aluminium grâce à un laser. Comme pour la technologie SLS, votre pièce est créée couche par couche selon votre modèle 3D. Celui-ci passe par plusieurs étapes avant de devenir un objet physique, les voici :

  • Transfert de votre fichier vers l'imprimante 3D 

Vous créez votre fichier 3D sur un logiciel dédié à la modélisation 3D puis transférez votre modèle et passez commande sur notre site. Nous vous recommandons de télécharger un fichier CAO natif (step, catia, igs...) au lieu d'un STL ou d'un OBJ. Votre modèle 3D est ensuite transmis à une de nos imprimantes 3D métal. 

  • Impression de l'objet en 3D 

La technologie SLM utilise un puissant laser pour fondre successivement de manière sélective les fines couches de poudre. Après chaque passage du laser, le bac de poudre est abaissé et une nouvelle fine couche de poudre est déposée sur la précédente pour être à nouveau fondue. Le processus se répète jusqu'à ce que l'objet soit terminé.

  • Retrait des supports                 

Après l'impression de l'objet, il est détaché de la plateforme d'impression par électro-érosion et les supports sont retirés manuellement.

  • Nettoyage et sablage                  

Un sablage léger est effectué sur la pièce pour retirer les principales traces de support. Votre objet est prêt à être expédié.

Prix en ligne et délais

Les techniques d'impression 3D des métaux sont plus complexes que le procédé de fabrication additive pour les plastiques ou les résines. Sans être un métal précieux, la poudre d'aluminium est un matériau cher (plus de 600€/kg) et les temps de refroidissement des matériaux amenés à leur point de fusion entraînent une moins grande utilisation des machines qu'en SLS. Nous prenons en compte ces facteurs dans le calcul des prix.   

Votre prix d'impression est calculé automatiquement au moment de la mise en ligne de votre fichier 3D sur notre site. Il est calculé de façon interactive. Vous pouvez donc visualiser son évolution en direct, au fur et à mesure des modifications que vous apportez à votre fichier 3D. Pour obtenir le prix de votre modèle en quelques clics, il vous suffit donc de vous connecter et de transférer votre fichier 3D.

Le délai après commande est de l'ordre de 11 à 12 jours (production + expédition) pour recevoir vos pièces en Aluminium. L'impression peut parfois prendre plus de temps, selon la charge des imprimantes 3D de notre usine et la dimension de vos pièces. Le délai définitif est indiqué sur notre site au moment où vous passez votre commande. Le délai de livraison s'ajoute au délai d'impression et dépend de l'option de livraison que vous choisissez.  


Objets multiples et grappes

Il n’est pas possible d’imprimer un fichier 3D contenant plusieurs objets, c’est pourquoi nous n’acceptons pas les fichiers qui contiennent des grappes de plusieurs objets. Cependant, cela ne veut pas dire que vous paierez plus cher vos objets. Pour réduire le prix d’une impression 3D métal, nous ajustons le calcul du prix dès le deuxième objet en métal.

Vous pouvez aussi utiliser nos outils en ligne et nos astuces pour réduire le prix de votre impression 3D.


Pour obtenir plus d’informations sur notre service d’impression 3D métal, vous pouvez contacter notre équipe technico-commerciale


Devis et étude à la demande pour les projets plus complexes

Notre équipe commerciale et une équipe technique dédiée sont à votre disposition pour étudier et chiffrer vos projets de fabrication additive métallique. Nous réunissons des compétences de modélisation, d'ingénierie pour le process et les finitions afin d'établir avec vous un modèle 3D parfaitement adapté à votre cahier des charges. Nous validons également avec vous l'intérêt économique et le choix technologique par rapport à de la fabrication conventionnelle.

Nous établissons la stratégie de finitions la plus adaptée à votre cahier des charges en mettant en oeuvre un large panel d'opérations d'usinage :

  • polissage

  • meulage 
  • tournage
  • fraisage
  • perçage
  • filetage
  • traitement thermique 

afin d'atteindre vos objectifs par exemple dimensionnels ou de qualité de surface. 

En combinant l'efficacité de nos outils 3D, le système intelligent Agile Metal Technology développé par nos soins et la compétence de nos ingénieurs métiers, nous sommes en mesure de vous proposer une fabrication additive en aluminium efficace et au meilleur prix. 

Contactez notre service technico-commercial à l'adresse sales[at]sculpteo.com

Guides de modélisation de l'aluminium

Résolution d'impression et précision

Résolution 150 µm

Dimensions pour vos impressions

Taille maximum  270 mm x 220 mm x 320 mm 

Alu max size.jpg


Les dimensions maximum de vos modèles sont liés à la taille du bac de l'imprimante 3D. On ne peut imprimer plus grand ou plus large que la taille du bac.

Votre objet doit aussi respecter les dimensions minimales pour les pièces en Aluminium (expliquées ci-dessous).


Épaisseurs minimales et géométrie vos impressions 3D

Epaisseur minimale pour des parois rigides

0,5 mm


Alu min thickness.jpg

Les parois de votre modèles doivent pouvoir adhérer à une épaisseur minimale de 0,5 mm  afin de garantir que la structure ne cassera pas. Si les parois de votre modèles sont inférieures à 0,5 mm, nous vous recommandons de les épaissir ou d'ajouter des supports afin de maintenir leur stabilité.

Pour assurer la solidité de l'objet, une épaisseur minimale d'1 mm  est recommandée.

Il est important de garder à l'esprit que votre modèle va devenir un objet physique. Si une parois trop fine supporte un éléments trop lourd, elle peut casser (même si le logiciel de CAO ne vous l'indique pas). Nous vous recommandons d'ajouter une épaisseur minimale aux endroits supportant le plus de poids.


Attention

Il est important de noter que notre outil de contrôle de solidité ne permet pas de détecter les aberrations physiques : pièces flottantes, porte-à-faux, pièce supportant un poids trop important par rapport à son épaisseur, etc. Une vigilance particulière doit donc être accordée à la géométrie de votre design et les parties les plus sollicitées doivent être épaissies.



Embossage et gravure

Taille minimale des détails visibles 1 mm
Largeur et hauteur minimales pour un texte lisible 1mm


alumide details

La finesse des détails dépend de la résolution de notre imprimante 3D, mais aussi de la solidité des zones détaillées lors du nettoyage après impression. Nous vous invitons donc à respecter les tailles minimales indiquées ci-dessus pour vos détails et vos textes. Pour assurer un meilleure visibilité, la largeur de vos détails doit être au moins aussi importante que leur profondeur.


Inclusion de volumes et articulation

Inclusion de volumes possible ? Non
Articulation possible ? Non

interlocking no .jpg


Évidemment

Évidemment des pièces ?

Non


Plusieurs objets dans un même fichier 3D

Possible d'avoir plusieurs objets dans un même fichier ?

Non


silver multishell

Il n'est pas possible d'imprimer en aluminium plusieurs objets présents dans un même fichier 3D.

Données techniques de l'aluminium

Composition :

  • Aluminium: 70-90%

  • Silicium: 10-30%


Propriété du matériau Conditions Unité Valeur

Masse volumique de pièces

EOS-Method

g/cm3

2,7

Limite élastique

ISO 6892-1:2009

MPa

460 ± 20

Elongation à la rupture (XY)

ISO 6892-1:2009

%

9 ± 2 

Elongation à la rupture (Z)

ISO 6892-1:2009 

6 ± 2

Température de fusion

DIN 53736

°C

1256

Temperature de référence

 N/A

°F 

68


Pour plus d'informations, sur les propriétés du matériau aluminium, nous vous invitons à consulter les documents ci-dessous :




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