Fabrication additive de l'aluminium

Vue d'ensemble de la fabrication additive d'aluminium

Fabrication additive de l'aluminiumégalement connu sous le nom d'aluminium imprimé en 3D, désigne le processus de création de pièces en aluminium couche par couche à l'aide des technologies d'impression 3D. Il permet de créer des géométries complexes et des pièces d'aluminium personnalisées sans avoir recours aux méthodes d'usinage traditionnelles.

Quelques informations clés sur la fabrication additive en aluminium :

• Utilisé dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile, la médecine et les produits de consommation pour les prototypes, l'outillage et les pièces finales.
• Liberté de conception, réduction du poids, consolidation des assemblages en une seule pièce
• Production de pièces en aluminium solides et durables avec des propriétés de matériaux similaires à celles de la fabrication traditionnelle.
• Utilise des technologies d'impression 3D de métaux telles que la fusion sur lit de poudre et le dépôt d'énergie dirigée.
• Les alliages d'aluminium tels que AlSi10Mg, Scalmalloy, Al6061 sont couramment utilisés.
• Post-traitement tel que le pressage isostatique à chaud, l'usinage CNC nécessaire pour obtenir la qualité finale de la pièce.

Types d'équipements pour la fabrication additive d'aluminium

Applications de la fabrication additive d'aluminium

Spécifications de la fabrication additive de l'aluminium

Fournisseurs et coûts de la fabrication additive d'aluminium

Le coût des pièces dépend des taux de fabrication, des matériaux utilisés, de la complexité géométrique, des besoins de post-traitement et des quantités commandées. En général, la fabrication additive en aluminium permet de réaliser des économies pour les faibles volumes de production, généralement inférieurs à 10 000 unités.

Exigences en matière d'installation pour la fabrication additive d'aluminium

Un environnement propre et à température contrôlée entre 15 et 30°C est recommandé pour la fabrication additive métallique. Il faut également prévoir des installations appropriées pour le stockage et la manipulation de la poudre, ainsi que pour la gestion des déchets.

Fonctionnement et entretien de la fabrication additive d'aluminium

Le nettoyage quotidien des équipements et la surveillance de tous les systèmes sont essentiels. La formation du personnel et l'utilisation d'EPI pour la manipulation des poudres métalliques sont obligatoires. Suivre les directives des équipementiers en matière de maintenance préventive et d'étalonnage.

Choisir un partenaire pour la fabrication additive de l'aluminium

Lors de la sélection d'un prestataire de services AM pour les pièces en aluminium, il convient de tenir compte des éléments suivants :

• Expérience des procédés AM - recherchez des années d'activité, des études de cas dans le domaine de l'aluminium en particulier.
• Matériaux et capacités de post-traitement - alliages d'aluminium, HIP, traitements thermiques, usinage
• Certifications de qualité - ISO 9001, ISO/IEC 17025, Nadcap
• Expertise en matière de conception - peuvent-ils optimiser les pièces pour l'AM ?
• Équipement installé - machines modernes et bien entretenues
• Équipement de post-traitement - de quoi disposent-ils en interne ?
• Délai d'exécution rapide pour les besoins de prototypage
• Évolutivité pour la production - peuvent-ils répondre aux volumes ?
• Emplacement et logistique - utile si proche
• Compétitivité des coûts - devis transparent, économique pour l'étendue du projet
• Avis des clients - recherchez en ligne ou demandez des références

Avantages et inconvénients de la fabrication additive en aluminium

L'AM de l'aluminium offre des avantages tels que la flexibilité de la conception, la consolidation des pièces et des délais d'exécution rapides. Mais elle nécessite également un équipement et une expertise spécialisés. Une compréhension approfondie du processus est nécessaire pour produire des pièces d'utilisation finale.

FAQ

Quels sont les différents alliages d'aluminium utilisés dans la fabrication additive ?

Les alliages d'aluminium les plus couramment utilisés sont les suivants :

• AlSi10Mg - Excellente résistance et finition de surface. Alliage d'aluminium le plus populaire en AM.
• Al6061 - Alliage plus résistant avec une bonne résistance à la corrosion. Facilement disponible.
• Scalmalloy - Alliage d'aluminium développé par Airbus, présentant une résistance et une ductilité élevées.
• Alliages sur mesure - Ils peuvent être conçus pour optimiser certaines propriétés. Nécessite de la R&D.

Quel post-traitement est nécessaire pour les pièces en aluminium obtenues par AM ?

Les étapes de post-traitement les plus courantes sont les suivantes

• Retirer de la plaque de construction
• Grenaillage ou sablage pour lisser la surface
• Pressage isostatique à chaud pour améliorer la densité
• Traitements thermiques pour des propriétés mécaniques optimales
• Usinage CNC - perçage, taraudage, fraisage pour la précision des dimensions
• Traitements de surface - anodisation, revêtement en poudre pour l'esthétique

Quel est le coût de l'aluminium AM par rapport à celui de l'usinage CNC ?

Pour la production de faibles volumes (moins de 100 pièces), l'AM est généralement plus rentable que l'usinage CNC. Elle ne nécessite pas d'outillage et les délais sont plus courts. Pour les volumes supérieurs à 1 000 pièces, l'usinage CNC est moins coûteux en raison du gaspillage de matériaux dans le cas de l'AM. Les approches hybrides combinant l'AM et l'usinage peuvent fournir des solutions rentables pour les volumes moyens.

Quelles sont les dimensions des pièces en aluminium qui peuvent être fabriquées avec l'impression 3D métal ?

Pour les technologies à lit de poudre comme le DMLS et l'EBM, la taille maximale des pièces est d'environ 500 mm x 500 mm x 500 mm. Les machines grand format dépassent les dimensions de construction de 1m x 1m x 1m. Le jet de liant et le dépôt d'énergie dirigée ont moins de limites de taille, certaines machines permettant de fabriquer des pièces de l'ordre du mètre.

Quelle finition de surface peut-on attendre de la fabrication additive d'aluminium ?

La finition de la surface telle qu'elle est imprimée avec l'AM est relativement rugueuse, avec un Ra de 10 à 25 microns. Diverses opérations de finition peuvent l'améliorer de manière significative :

• Usinage CNC - Ra 0,4 à 6,3 microns
• Polissage - Ra < 1 micron
• Anodisation - surface lisse et uniforme pour une meilleure résistance à la corrosion

Avec un post-traitement adéquat, les pièces en aluminium obtenues par AM peuvent obtenir une finition de surface lisse comparable à la fabrication traditionnelle.

Quelles sont les industries qui utilisent la fabrication additive en aluminium ?

Les principales industries qui adoptent l'aluminium AM sont les suivantes

• Aérospatiale - Composants d'aéronefs, supports, pièces de moteur
• Automobile - Échangeurs de chaleur, supports personnalisés, outillage
• Médical - Coiffes dentaires, implants, instruments chirurgicaux
• Biens de consommation - Composants de drones, équipements sportifs, gadgets
• Industrie - Gabarits et montages pour utilisation finale dans la fabrication et l'assemblage

L'AM de l'aluminium permet des conceptions légères et optimisées dans tous ces segments.

Quelle est l'expertise requise pour l'AM de l'aluminium en interne ?

La mise en œuvre réussie de l'AM de l'aluminium en interne nécessite :

• Ingénieurs AM pour optimiser les constructions et qualifier les processus
• Techniciens pour le fonctionnement et l'entretien des équipements
• L'équipe qualité valide les pièces et les procédures
• Techniciens de manutention des poudres formés à la santé et à la sécurité
• L'équipe chargée des installations assure l'alimentation électrique, le refroidissement, l'approvisionnement en gaz et l'évacuation des gaz d'échappement.
• Logiciel, support réseau pour la gestion des données AM

Il est recommandé de constituer une équipe interfonctionnelle pour développer l'expertise en matière de gestion de l'information dans l'ensemble de l'organisation.

Quelles sont les normes applicables à la fabrication additive de l'aluminium ?

Les principales normes sont les suivantes

• ISO/ASTM 52900 - Terminologie normalisée pour l'AM
• ISO/ASTM 52921 - Norme pour les équipements de fusion sur lit de poudre
• ASTM F3001 - Norme pour les pièces médicales AM
• ASTM F3301 - Norme pour le dépôt par énergie dirigée des métaux AM
• ASTM F3302 - Norme pour la projection de liant dans les métaux AM

La certification des pièces selon ces normes démontre la gestion de la qualité et la conformité.

Conclusion

La fabrication additive de l'aluminium permet d'obtenir des composants légers et optimisés dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, de la médecine et des biens de consommation. Avec les connaissances et l'expertise adéquates en matière de processus, il est possible de produire des pièces d'aluminium à usage final en utilisant la flexibilité de l'impression 3D basée sur les couches. Au fur et à mesure que la technologie de la fabrication additive à l'aluminium évolue, les coûts diminuent et l'adoption de ce matériau métallique polyvalent continue de croître.

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