L'objectif principal de l'utilisation d'une presse chauffante de laboratoire sur les corps verts IN 718 est d'éliminer les défauts de mise en forme inhérents au processus d'impression 3D. En soumettant la pièce imprimée à une pression et une chaleur uniformes, cette étape de post-traitement comble les espaces microscopiques et les couches de délaminage, augmentant ainsi significativement la densité de l'objet avant qu'il ne subisse le frittage.
Point clé Le processus d'impression laisse souvent des vides internes entre les couches de matériau. Le compactage du corps vert agit comme une étape de correction critique, scellant ces défauts pour garantir que le composant métallique final atteigne l'intégrité structurelle et des performances mécaniques stables.
Résoudre les défauts de la fabrication par filament fusionné
Le défi de l'impression par couches
En fabrication par filament fusionné de métal (MFFF), l'imprimante construit les pièces couche par couche. Cela entraîne souvent des espaces microscopiques ou des pores entre les trajectoires déposées.
Le risque de délaminage
Au-delà des simples espaces, les couches peuvent ne pas adhérer parfaitement les unes aux autres. Cela conduit à des défauts de délaminage, où les couches se séparent, créant des faiblesses structurelles dans le « corps vert » (la pièce non frittée).
Le mécanisme de consolidation par pression à chaud
Application de paramètres spécifiques
Pour corriger ces défauts, le corps vert est placé dans une presse chauffante de laboratoire. Le processus utilise des conditions précises, appliquant généralement une température de 180 °C et une pression de 92 MPa.
Induction d'un micro-flux de liant
L'application de chaleur ramollit la matrice de liant polymère dans le corps vert. Simultanément, la haute pression induit un « micro-flux », forçant le matériau à se déplacer et à se loger dans les espaces vides.
Combler les lacunes
Au fur et à mesure que le liant s'écoule, il scelle efficacement les espaces microscopiques et les pores situés entre les trajectoires imprimées. Cette compression mécanique force physiquement les couches séparées à se rejoindre, réparant les problèmes de délaminage.
L'impact sur la qualité de la pièce finale
Densité améliorée du corps vert
Le résultat immédiat de ce compactage est un corps vert d'une densité significativement plus élevée et plus uniforme. La pièce devient une unité solide et cohésive plutôt qu'une collection de couches faiblement liées.
Intégrité structurelle après frittage
Étant donné que le corps vert est plus dense et exempt de vides internes, le processus de frittage final est plus efficace. Cela conduit à un composant IN 718 fini qui présente une intégrité structurelle supérieure et des performances mécaniques fiables.
Comprendre les compromis
La nécessité de la précision
Ce processus repose sur des paramètres exacts. S'écarter de la température (180 °C) ou de la pression (92 MPa) spécifiques peut ne pas induire le flux nécessaire ou, inversement, déformer la géométrie de la pièce.
Complexité du processus
L'ajout d'une étape de pressage à chaud augmente la complexité du flux de fabrication. Il nécessite un équipement spécialisé et ajoute du temps entre l'impression et le frittage, mais le compromis est souvent nécessaire pour les applications haute performance.
Faire le bon choix pour votre objectif
Pour déterminer si cette étape est critique pour votre application spécifique, considérez vos exigences de performance :
- Si votre objectif principal est la fiabilité mécanique : Utilisez le compactage à chaud pour éliminer le délaminage, garantissant que la pièce ne cède pas sous contrainte.
- Si votre objectif principal est la densité des pièces : Utilisez ce processus pour minimiser la porosité, ce qui est essentiel pour obtenir des pièces métalliques finales presque entièrement denses.
En intégrant cette étape de consolidation, vous transformez une impression potentiellement poreuse en un composant d'ingénierie robuste et performant.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Spécification/Détail |
|---|---|
| Matériau cible | IN 718 (Superalliage à base de nickel) |
| Température de traitement | 180 °C |
| Pression appliquée | 92 MPa |
| Objectif principal | Éliminer les espaces microscopiques et le délaminage |
| Mécanisme | Micro-flux de liant induit |
| Résultat | Densité du corps vert et intégrité structurelle plus élevées |
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Références
- Yvonne Thompson, Peter Felfer. Metal fused filament fabrication of the nickel-base superalloy IN 718. DOI: 10.1007/s10853-022-06937-y
Cet article est également basé sur des informations techniques de Kintek Press Base de Connaissances .
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