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L’impression 3D à l’échelle du bureau s’est déjà révélée être une technologie perturbatrice. Du prototypage rapide à l’artisanat fait maison, l’impression 3D a facilité la concrétisation des idées. Cependant, l’impression 3D à l’échelle du bureau a une limitation majeure – elle utilise uniquement des matériaux plastiques.
Pour d’autres applications industrielles et commerciales, l’utilisation du métal pour l’impression 3D peut s’avérer une avancée inestimable. Après tout, de nombreuses industries dépendent de la transformation des métaux. Heureusement pour ces industries, il existe désormais plusieurs sociétés qui proposent des services d’impression 3D métal. Comment fonctionne l’impression 3D métal et quels sont les meilleurs services disponibles aujourd’hui?
Comment fonctionne l’impression 3D métal?
L’objectif de l’impression 3D en métal est le même que toutes les autres formes d’impression 3D – transformer un modèle 3D en un objet réel. Il existe plusieurs techniques pour l’impression 3D métallique, mais elles utilisent toutes des matières premières sous forme de poudre métallique.
La technique appropriée dépendra du type de métal à utiliser, des caractéristiques souhaitées du produit fini et du budget disponible pour le processus. Voici quelques-unes des technologies les plus couramment utilisées pour l’impression 3D métallique:
Fusion sélective au laser (SLM)
La fusion sélective au laser (SLM) est l’une des méthodes les plus élémentaires de l’impression 3D de métaux. Le terme est souvent utilisé de manière interchangeable avec le frittage laser direct (DMLS), mais les deux techniques présentent de légères différences. Comme son nom l’indique, SLM utilise un laser pour faire fondre la poudre métallique et les fusionner pour former des géométries complexes.
La principale caractéristique du SLM est qu’il fait fondre complètement le métal pour réaliser la fusion. Cela rend la méthode plus adaptée aux métaux purs plutôt qu’aux alliages métalliques. Cela signifie également que la méthode SLM utilise plus d’énergie que les autres technologies d’impression 3D en métal. Cependant, SLM produit également des pièces métalliques plus résistantes que celles produites par frittage.
Frittage laser direct des métaux (DMLS)
Le DMLS est très similaire au SLM dans la mesure où il utilise le même matériau (poudre métallique) et la même source d’énergie (laser). La différence est que le but du DMSL est simplement le frittage des métaux ou le chauffage des particules métalliques uniquement au point où leurs surfaces se soudent ensemble. Cela signifie que l’apport d’énergie dans le DMSL est plus faible et qu’il peut être utilisé pour les alliages métalliques.
La différence entre le frittage et la fusion a des effets prononcés sur la qualité du produit fini. La fusion lie les particules métalliques au niveau moléculaire, comblant toutes les lacunes et créant un produit plus résistant. D’autre part, le processus de frittage relativement rapide et économe en énergie crée des produits métalliques avec une porosité importante et incontrôlée, ce qui signifie qu’ils sont plus légers et plus faibles.
Fusion par faisceau d’électrons (EBM)
Dans la fusion par faisceau d’électrons (EBM), un faisceau d’électrons sert de système de distribution d’énergie pour faire fondre la poudre métallique et réaliser la fusion. Une caractéristique distinctive d’un faisceau d’électrons est qu’il peut être séparé pour fournir de l’énergie à plusieurs points dans une seule couche de poudre métallique, ce qui en fait un processus beaucoup plus rapide par rapport à ceux qui utilisent des lasers.
Un défaut majeur de l’EBM est le fait que les faisceaux d’électrons sont généralement plus gros que les faisceaux laser, ce qui limite la résolution des produits métalliques finis. Les machines EBM sont également beaucoup moins courantes que les machines laser, il n’y a donc pas beaucoup d’options pour les entreprises de fabrication.
Fusion multi-jets (MJF)
La technologie la plus rare pour l’impression 3D de métaux, la fusion multi-jets (MJF) injecte un liant liquide sur un lit de poudre métallique pour lier les particules métalliques entre elles. L’imprimante 3D la plus populaire qui utilise cette technologie est l’imprimante HP Metal Jet. Cette imprimante utilise un jet d’encre thermique pour introduire l’agent liant dans la poudre via 5 280 buses ultrafines.
Tandis que l’agent liant est en contact avec la poudre métallique, il favorise l’absorption de l’énergie infrarouge. Cela favorise la liaison de la poudre métallique. Cependant, ces pièces sont toujours considérées comme «vertes» et devront encore subir des processus de durcissement secondaire et de frittage pour développer leur résistance.
MJF est encore une technologie relativement jeune, mais elle a beaucoup de potentiel. En termes de polyvalence, l’utilisation de différents agents liants peut être la clé pour obtenir différentes caractéristiques dans les produits métalliques finis. Il peut également fournir un niveau de détail au pair ou légèrement supérieur à celui des méthodes basées sur le laser.
Top 5 des services d’impression 3D en métal
1. Sculpteo
Sculpteo est généralement l’un des premiers choix en ce qui concerne tout type d’impression 3D et de service de prototypage rapide. Avec plusieurs sites aux États-Unis et en Europe, ils desservent un marché énorme et proposent l’une des offres les plus étendues en termes de matériaux et de technologies d’impression 3D.
Si vous êtes uniquement intéressé par les métaux, vous serez heureux de savoir que Sculpteo propose les technologies DMLS, SLM et Binder Jetting. Ils peuvent travailler avec l’aluminium, l’acier inoxydable, l’acier métallique et le titane. Ils offrent également des services de moulage à la cire si vous avez besoin d’une pièce finie en argent, en bronze ou en laiton.
L’une des choses que nous préférons travailler avec Sculpteo est la gamme de services à valeur ajoutée qu’ils fournissent. En plus de l’impression 3D, ils peuvent également faire de la gravure au laser pour ajouter une touche de personnalisation à vos pièces imprimées. Ils ont également un service de conception 3D qui peut vous aider à retoucher et améliorer vos modèles 3D pour les rendre plus appropriés pour la fabrication additive. Ils proposent même des formations via Sculpteo Studio, leur organisme de formation agréé.
Pour être juste, il existe d’autres services d’impression 3D avec une gamme de services plus large que Sculpteo. Cependant, il ne fait aucun doute que Sculpteo offre une expérience client transparente et des performances de haute qualité.
2. Stratasys
Les technologies d’impression 3D sur métal de Stratasys peuvent être limitées au DMLS, mais elles le compensent avec une plus large gamme de matériaux. À l’heure actuelle, ils peuvent fonctionner avec de l’aluminium, du cuivre, du chrome cobalt, de l’acier inoxydable, du titane et des alliages de nickel. Si vous avez besoin de services d’usinage CNC, ils le proposent également pour l’acier inoxydable et l’aluminium.
La page Material Wizard de la société est une excellente ressource gratuite pour comparer toutes les caractéristiques physiques et chimiques des matériaux pour lesquels ils proposent des services d’impression 3D. Il s’agit d’un outil incroyablement utile pour les clients industriels et commerciaux qui condense plusieurs jours de recherche de matériaux en une interface facile à utiliser.
Bien que Stratasys ne fournisse pas de plate-forme logicielle ou d’interface Web aux clients qui souhaitent soumettre et examiner leurs modèles 3D, ils proposent des services de conception. Ces services vont de la modélisation pour ceux qui n’ont pas de modèles 3D existants à la modification de modèles pour les rendre plus adaptés à la fois à la fabrication additive et aux besoins du client.
En plus de l’impression 3D sur métal, Stratasys propose également des services d’impression 3D pour les plastiques industriels tels que le nylon, le polycarbonate, l’ABS et la résine ULTEM. Ils peuvent le faire via les technologies FDM, SLS ou SLA. Si l’expertise est ce que vous recherchez, vous ne pouvez pas vous tromper avec Stratasys.
3. Shapeways
La société américaine Shapeways dispose d’un portefeuille assez limité en ce qui concerne les services d’impression 3D métal. Ils offrent SLM pour l’aluminium et Binder Jetting pour l’acier inoxydable et l’acier métallique. Si vous avez besoin de pièces en cuivre, en bronze, en laiton ou en argent, elles peuvent également les faire pour vous, mais en utilisant une méthode de moulage à la cire plus traditionnelle.
Ce que nous aimons chez Shapeways, c’est la façon dont ils ont rationalisé le processus de commande. S’appuyant sur leur modèle de «conception 3D en tant que service», leur processus de commande en ligne passe par une plate-forme de conception 3D fournie par Zverse. En utilisant la plateforme en ligne, les clients peuvent simplement télécharger leurs modèles 3D et le logiciel vérifiera automatiquement les erreurs et proposera des réparations.
Une fois le modèle autorisé pour l’impression, le client se voit proposer des options pour les différents matériaux et types de finition. Un devis est ensuite fourni sur la base des spécifications fournies par le client, et le processus de fabrication peut se poursuivre une fois que le client a donné son accord.
En faisant un effort supplémentaire pour améliorer l’expérience client, Shapeways a été en mesure d’offrir un choix convaincant aux clients commerciaux et industriels. À l’heure actuelle, la société semble plus concentrée sur ses services d’impression 3D à base de plastique, vous pouvez donc y jeter un coup d’œil si vous avez besoin de quelque chose de fait en nylon ou en TPU.
4. Hubs 3D
Le modèle des hubs 3D est assez différent des autres sociétés de cette liste, car elles agissent comme une plateforme pour connecter les clients à un vaste réseau de plateformes de fabrication. Cela signifie qu’ils ont jeté un filet assez large. C’est une bonne chose pour les clients mondiaux qui ont du mal à entrer en contact avec les fabricants à proximité qui offrent des services d’impression 3D.
Le plus gros inconvénient est que 3D Hubs n’a pas encore développé une liste solide de services d’impression 3D métal. À l’heure actuelle, ils ne proposent que des services d’impression 3D pour l’aluminium et l’acier inoxydable, bien que la technologie réelle à utiliser (DMLS, SLM ou Binder Jetting) dépendra de la société de fabrication qui servira les commandes.
La force des hubs 3D est que leurs autres technologies de fabrication sont extrêmement bien développées. Ils offrent des services d’usinage CNC pour une très large gamme de métaux et de plastiques. Ils offrent également des services de tôlerie et de moulage par injection. Pour ceux qui ont besoin d’énormes volumes de pièces, les partenaires de 3D Hubs peuvent fournir des services de marquage de pièces et de finition de surface. Si vous recherchez une entreprise qui propose plus que l’impression 3D, alors 3DHubs est certainement la solution.
5. i.Matérialiser
i.Materialise a réussi à se forger une solide réputation pour ses services d’impression et de fabrication 3D au fil des ans, au service de clients issus d’industries telles que la fabrication de bijoux et les soins de santé. À l’heure actuelle, ils offrent des services DMLS et SLS pour l’aluminium et le titane. Ils peuvent également travailler avec de l’acier et de l’acier inoxydable en utilisant une technique de projection de liant.
Si vous avez besoin de pièces fabriquées en métaux précieux comme l’or, l’argent, le cuivre ou le laiton, ils peuvent les fabriquer en utilisant une technique de moulage à la cire perdue. Il s’agit d’une utilisation quelque peu indirecte de l’impression 3D, mais elle peut toujours offrir le même niveau de résolution et de personnalisation. La coulée de cire perdue est une excellente alternative d’impression 3D pour créer des bijoux personnalisés.
i.Materialise est un modèle de transparence, de communication avec les clients et de professionnalisme. Au début, ils informeront un client s’il y a un coût de démarrage impliqué dans l’impression de leur modèle, le volume de construction maximum pour le matériau choisi et leurs délais de livraison estimés. Ils offrent également des rabais pour les commandes groupées. Les clients peuvent télécharger leurs modèles 3D directement via le site Web et recevoir des conseils sur la façon dont les modèles peuvent être améliorés ou réparés.
Pour ceux qui ne sont pas sûrs de l’apparence ou de la sensation des différents matériaux, i.Materialise peut fournir des kits d’échantillons de diverses pièces imprimées en 3D. Ces kits sont très peu coûteux et peuvent être très utiles pour gérer les attentes des clients.
Dernières pensées
Passer de l’impression 3D avec du plastique à l’impression 3D avec des métaux est une énorme mise à niveau qui nécessite un équipement beaucoup plus sophistiqué. Bien que ce type de technologie reste inaccessible en termes de prix, les clients peuvent profiter des entreprises qui offrent des services d’impression 3D en métal.
L’avantage de recourir à un service d’impression 3D métallique est que vous n’aurez pas besoin d’investir énormément dans l’équipement et vous pouvez être sûr que votre travail est géré par des experts dans le domaine. Les cinq recommandations que nous avons énumérées ici existent depuis longtemps et ont gagné la confiance de nombreux clients.