{"id":3736,"date":"2025-08-07T20:08:28","date_gmt":"2025-08-07T12:08:28","guid":{"rendered":"https:\/\/chiggofactory.com\/?p=3736"},"modified":"2025-08-07T20:08:32","modified_gmt":"2025-08-07T12:08:32","slug":"guide-to-metal-3d-printing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/chiggofactory.com\/fr\/guide-to-metal-3d-printing\/","title":{"rendered":"Guide du d\u00e9butant sur l'impression 3D en m\u00e9tal"},"content":{"rendered":"\n

L'impression m\u00e9tal 3D progresse rapidement - avec des vitesses de construction plus rapides, de meilleures performances de mat\u00e9riau et des zones d'application plus larges. Ce guide vous montrera comment tirer le meilleur parti de la fabrication des additifs m\u00e9talliques (AM): nous parlerons des principaux types de technologies d'impression 3D m\u00e9talliques, des mat\u00e9riaux communs et de ce que tout cela co\u00fbte. Nous comparerons \u00e9galement le m\u00e9tal AM avec un soustraire (Usinage CNC<\/a>) et des m\u00e9thodes formatrices (moulage m\u00e9tallique) afin que vous puissiez choisir le bon processus pour votre part, votre budget et votre calendrier.<\/p>\n\n\n\n

Qu'est-ce que l'impression m\u00e9tal 3D?<\/h2>\n\n\n\n
\"metal<\/figure>\n\n\n\n

Semblable \u00e0 tous les autres processus d'impression 3D (tels que l'impression en polym\u00e8re 3D), les imprimantes 3D m\u00e9talliques construisent des pi\u00e8ces en ajoutant du mat\u00e9riel une couche \u00e0 la fois bas\u00e9e sur une conception 3D num\u00e9rique - d'o\u00f9 le terme fabrication additive. Seulement cette fois, le processus utilise une poudre m\u00e9tallique, un fil ou un filament li\u00e9 au polym\u00e8re au lieu des plastiques.<\/p>\n\n\n\n

De cette fa\u00e7on, les pi\u00e8ces peuvent \u00eatre construites avec des g\u00e9om\u00e9tries impossibles \u00e0 fabriquer avec des m\u00e9thodes traditionnelles et sans avoir besoin d'outils sp\u00e9cialis\u00e9s tels que des moules ou des outils de coupe. Tout aussi important, l'augmentation de la complexit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique a peu d'impact sur le co\u00fbt de construction, donc des structures organiques et optimis\u00e9es \u00e0 la topologie sont pratiques. Les pi\u00e8ces r\u00e9sultantes sont plus l\u00e9g\u00e8res (g\u00e9n\u00e9ralement une r\u00e9duction de poids de 25% \u00e0 50%) et souvent plus rigides, ce qui est essentiel pour l'a\u00e9rospatiale et d'autres champs de haute performance.<\/p>\n\n\n\n

Cette libert\u00e9 de conception permet \u00e9galement la consolidation de l'assemblage: plusieurs composants, et toutes leurs attaches, articulations et chemins de fuite, peuvent devenir une partie imprim\u00e9e unique qui remplit plusieurs fonctions \u00e0 la fois. Les baisses de main-d'\u0153uvre, les d\u00e9lais r\u00e9tr\u00e9cissent et l'entretien est plus simple car il y a moins \u00e0 assembler, \u00e0 aligner ou \u00e0 service. Cela dit, l'impression m\u00e9tal 3D est toujours co\u00fbteuse par rapport \u00e0 de nombreuses m\u00e9thodes traditionnelles, et elle ne rivalise pas encore sur le co\u00fbt unitaire \u00e0 des volumes plus \u00e9lev\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Une br\u00e8ve histoire de l'impression en m\u00e9tal 3D<\/h2>\n\n\n\n
\"history<\/figure>\n\n\n\n

\u00c0 la fin des ann\u00e9es 1980, le Dr Carl Deckard de l'Universit\u00e9 du Texas a d\u00e9velopp\u00e9 la premi\u00e8re imprimante 3D de frittage laser, initialement con\u00e7u pour les plastiques. Cette technologie est devenue la base du frittage laser s\u00e9lectif (SLS), une m\u00e9thode qui s'\u00e9tendrait plus tard \u00e0 l'impression 3D m\u00e9tal.<\/p>\n\n\n\n

En 1991, le Dr Ely Sachs du MIT a introduit un processus d'impression 3D maintenant connu sous le nom de jet de liant. Cette m\u00e9thode de jet de liant m\u00e9tallique a \u00e9t\u00e9 autoris\u00e9e \u00e0 exone en 1995.<\/p>\n\n\n\n

En 1995, l'Institut Fraunhofer en Allemagne a d\u00e9pos\u00e9 le premier brevet pour la fusion au laser des m\u00e9taux, qui a jet\u00e9 les bases de la fusion laser s\u00e9lective (SLM), l'une des m\u00e9thodes les plus utilis\u00e9es pour l'impression 3D m\u00e9tallique aujourd'hui. Au cours de cette p\u00e9riode, des entreprises comme EOS et diverses universit\u00e9s ont jou\u00e9 un r\u00f4le cl\u00e9 dans le d\u00e9veloppement de la technologie.<\/p>\n\n\n\n

L'impression m\u00e9tal 3D a augment\u00e9 lentement au d\u00e9but des ann\u00e9es 2000 en raison du co\u00fbt \u00e9lev\u00e9 de l'\u00e9quipement et des mat\u00e9riaux. Cependant, vers 2012, alors que les brevets pour des technologies cl\u00e9s comme SLM, DMLS et EBM ont commenc\u00e9 \u00e0 expirer, les frais de licence ont chut\u00e9, ouvrant la porte \u00e0 de nouveaux concurrents. Ce changement a d\u00e9clench\u00e9 l'innovation et a attir\u00e9 les investissements majeurs de soci\u00e9t\u00e9s comme GE, HP et DMG MORI, r\u00e9duisant les co\u00fbts et acc\u00e9l\u00e9rant l'adoption dans diverses industries.<\/p>\n\n\n\n

Aujourd'hui,Selon le rapport de recherche de pr\u00e9c\u00e9dence<\/a>, le march\u00e9 mondial de l'impression 3D de m\u00e9tal \u00e9tait \u00e9valu\u00e9 \u00e0 9,66 milliards USD en 2024 et devrait passer de 12,04 milliards USD en 2025 \u00e0 87,33 milliards USD d'ici 2034, avec un TCAC de 24,63%. Le march\u00e9 est motiv\u00e9 par la demande de prototypes rapides, de composants personnalis\u00e9s et complexes et une utilisation croissante dans les secteurs a\u00e9rospatiaux et automobiles.<\/p>\n\n\n\n

Types de technologies d'impression 3D m\u00e9talliques<\/h2>\n\n\n\n
\"3D<\/figure>\n\n\n\n

Il existe de nombreuses technologies d'impression 3D m\u00e9talliques sur le march\u00e9, mais quatre des plus largement utilis\u00e9es sont la fusion de lit de poudre (PBF), le jet de liant, la mod\u00e9lisation de d\u00e9p\u00f4t fusionn\u00e9 en m\u00e9tal (FDM en m\u00e9tal) et le d\u00e9p\u00f4t d'\u00e9nergie dirig\u00e9 (DED). D'une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, ils tombent en deux m\u00e9canismes: la fusion et le frittage.<\/p>\n\n\n\n

Le PBF et les mati\u00e8res premi\u00e8res en m\u00e9tal fondues (poudre ou fil) avec des sources d'\u00e9nergie \u00e9lev\u00e9es \uff0c comme les lasers, les poutres d'\u00e9lectrons ou les arcs, pour produire des pi\u00e8ces presque enti\u00e8rement denses. En revanche, le FDM en m\u00e9tal et le jet de liant cr\u00e9ent d'abord une partie \u00abverte\u00bb avec un liant en polym\u00e8re, puis le demandent et le friche sous le point de fusion. La densit\u00e9 finale est g\u00e9n\u00e9ralement plus faible que les processus compl\u00e8tement fondues, et le post-traitement suppl\u00e9mentaire est presque toujours n\u00e9cessaire.<\/p>\n\n\n\n

Fusion de lit en poudre (PBF)<\/h3>\n\n\n\n
\"Powder<\/figure>\n\n\n\n

La fusion du lit de poudre (PBF) est largement consid\u00e9r\u00e9e comme la famille d'impression en m\u00e9tal 3D la plus couramment utilis\u00e9e. Parmi cesMaisse au laser s\u00e9lective (SLM)<\/strong>etFrittage laser en m\u00e9tal direct (DMLS)<\/strong>, qui sont utilis\u00e9s depuis plus de 20 ans, sont les processus d'impression en 3D m\u00e9talliques les plus technologiquement matures aujourd'hui, suivis deMaisse par faisceau d'\u00e9lectrons (EBM)<\/strong>, une autre m\u00e9thode cl\u00e9, particuli\u00e8rement utilis\u00e9e pour les alliages de titane dans les applications a\u00e9rospatiales et m\u00e9dicales.<\/p>\n\n\n\n

Le processus PBF commence par pr\u00e9chauffer la chambre de construction, qui est d'abord remplie d'un gaz inerte, \u00e0 une temp\u00e9rature optimale. Une fine couche de poudre m\u00e9tallique est ensuite r\u00e9partie sur la plate-forme de construction. Le laser (en SLM et DMLS) ou le faisceau d'\u00e9lectrons (dans EBM) est dirig\u00e9 vers le lit de poudre, faisant la fusion ou fusion s\u00e9lective des particules de poudre en fonction de la conception de la pi\u00e8ce. Les particules fusionnent pour former la premi\u00e8re couche, et la plate-forme est ensuite l\u00e9g\u00e8rement abaiss\u00e9e. Une nouvelle couche de poudre est \u00e9tal\u00e9e sur la pr\u00e9c\u00e9dente, et le processus est une couche r\u00e9p\u00e9t\u00e9e par couche jusqu'\u00e0 ce que la pi\u00e8ce soit enti\u00e8rement construite.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9tant donn\u00e9 que les temp\u00e9ratures de construction sont tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9es (souvent> 1000 \u00b0 C pour de nombreux alliages), les supports sont g\u00e9n\u00e9ralement n\u00e9cessaires pour maintenir la pi\u00e8ce en place et emp\u00eacher la d\u00e9formation de la contrainte thermique. Apr\u00e8s refroidissement, l'exc\u00e8s de poudre non mis en train est retir\u00e9 (bross\u00e9, dynamit\u00e9 ou aspir\u00e9), et les supports sont retir\u00e9s par coupe ouwire edm.<\/a>La pi\u00e8ce est ensuite trait\u00e9e \u00e0 la chaleur pour soulager les contraintes r\u00e9siduelles et am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux. Enfin, selon les exigences, la pi\u00e8ce peut n\u00e9cessiter une finition suppl\u00e9mentaire telle que l'usinage CNC,polissage<\/a>ou d'autres traitements de surface pour obtenir la qualit\u00e9 de surface et la pr\u00e9cision dimensionnelles souhait\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Caract\u00e9ristiques des m\u00e9thodes de fusion de lit de poudre commune<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Voici un tableau de comparaison d\u00e9taill\u00e9 pour les trois principales technologies d'impression PBF Metal 3D:<\/p>\n\n\n\n

Propri\u00e9t\u00e9<\/strong><\/strong><\/td>Maisse au laser s\u00e9lective (SLM)<\/strong><\/strong><\/td>Frittage laser en m\u00e9tal direct (DMLS)<\/strong><\/strong><\/td>Maisse par faisceau d'\u00e9lectrons (EBM)<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Source d'\u00e9nergie<\/strong><\/td>Laser<\/td>Laser<\/td>Faisceau d'\u00e9lectrons<\/td><\/tr>
Mat\u00e9riaux utilis\u00e9s<\/strong><\/strong> <\/td>Poudres en m\u00e9tal sph\u00e9rique avec une seule temp\u00e9rature de fusion; Inclure les alliages en aluminium, le titane, l'acier inoxydable, l'acier \u00e0 outils et certains alliages <\/td>Poudres en m\u00e9tal sph\u00e9rique avec des points de fusion variables; Inclure l'acier inoxydable, les alliages de titane, les alliages de nickel, les m\u00e9taux pr\u00e9cieux et les aciers \u00e0 outils <\/td>Les poudres m\u00e9talliques sph\u00e9riques telles que les alliages de titane, les alliages de chrome de cobalt, les superalliages en nickel et d'autres mat\u00e9riaux haute performance<\/td><\/tr>
Processus<\/strong><\/td>Le laser fond compl\u00e8tement la poudre pour cr\u00e9er des pi\u00e8ces denses<\/td>Frittage au laser (fond de la poudre mais ne le liqu\u00e9fient pas compl\u00e8tement)<\/td>La poutre d'\u00e9lectrons fond la poudre dans un environnement sous vide<\/td><\/tr>
Volume de construction<\/strong><\/strong> <\/td>G\u00e9n\u00e9ralement petit \u00e0 moyen (varie selon la machine) <\/td>G\u00e9n\u00e9ralement petit \u00e0 moyen (varie selon la machine) <\/td>Volumes de construction g\u00e9n\u00e9ralement plus grands disponibles par rapport aux SLM \/ DML <\/td><\/tr>
Vitesse de construction<\/strong><\/td>Mod\u00e9r\u00e9 (d\u00e9pend de la puissance du laser et de la complexit\u00e9 de partie)<\/td>Mod\u00e9r\u00e9 (varie avec le mat\u00e9riau et la taille de la pi\u00e8ce)<\/td>Plus lent (en raison de l'utilisation du faisceau d'\u00e9lectrons et de l'environnement sous vide)<\/td><\/tr>
Propri\u00e9t\u00e9s de la pi\u00e8ce imprim\u00e9e<\/strong><\/td>Porosit\u00e9 interne, moins de 0,2 \u00e0 0,5%; haute densit\u00e9 et excellente r\u00e9sistance m\u00e9canique<\/td>Les propri\u00e9t\u00e9s de pi\u00e8ce sont similaires \u00e0 SLM, mais une l\u00e9g\u00e8re porosit\u00e9 peut \u00eatre plus visible en raison du processus de frittage<\/td>La porosit\u00e9 est g\u00e9n\u00e9ralement faible, mais elle peut \u00eatre l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieure \u00e0 la SLM en raison de la vitesse de construction plus lente et de l'\u00e9paisseur de la couche plus grande dans le processus<\/td><\/tr>
Pr\u00e9cision dimensionnelle<\/strong><\/td>\u00b1 0,1 mm<\/td>\u00b1 0,1 mm<\/td>\u00b1 0,1 mm<\/td><\/tr>
Taille de construction typique<\/strong><\/td>250 x 150 x 150 mm
(jusqu'\u00e0 500 x 280 x 360 mm)<\/td>		250 x 150 x 150 mm
(jusqu'\u00e0 500 x 280 x 360 mm)<\/td>		500 x 500 x 380 mm ou plus<\/td><\/tr>
\u00c9paisseur de couche commune<\/strong><\/td>20-50 \u03bcm<\/td>20-50 \u03bcm<\/td>50-150 \u03bcm<\/td><\/tr>
Soutien<\/strong><\/td>Toujours requis<\/td>Toujours requis<\/td>Toujours requis<\/td><\/tr>
Rugosit\u00e9 de surface typique<\/strong><\/td>RA 8 - 10 \u03bcm<\/td>RA 8 - 10 \u03bcm<\/td>RA 20-60 \u03bcm<\/td><\/tr>
Co\u00fbt par pi\u00e8ce<\/strong><\/td>$$$$$<\/td>$$$$$<\/td>$$$$$$<\/td><\/tr>
Applications cl\u00e9s<\/strong><\/td>Pi\u00e8ces avec une complexit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique \u00e9lev\u00e9e (structures organiques et optimis\u00e9es de topologie) qui n\u00e9cessitent d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s de mat\u00e9riau pour augmenter l'efficacit\u00e9 des applications les plus exigeantes<\/td>Similaire \u00e0 SLM<\/td>Des applications haute performance qui n\u00e9cessitent des pi\u00e8ces solides et r\u00e9silientes, en particulier dans les implants a\u00e9rospatiaux et m\u00e9dicaux, o\u00f9 des alliages en titane et d'autres mat\u00e9riaux \u00e0 haute r\u00e9sistance sont n\u00e9cessaires<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Jet de liant<\/h2>\n\n\n\n
\"Binder<\/figure>\n\n\n\n

Le jet de liant a \u00e9t\u00e9 initialement utilis\u00e9 pour cr\u00e9er des prototypes et des mod\u00e8les en couleur \u00e0 partir de gr\u00e8s. Au fil du temps, il a gagn\u00e9 en popularit\u00e9 pour la fabrication de pi\u00e8ces m\u00e9talliques, en particulier en raison de ses capacit\u00e9s de production par lots. Pendant le processus de jet de liant m\u00e9tallique, une fine couche de poudre m\u00e9tallique est r\u00e9partie sur la plate-forme de construction. Un chariot \u00e9quip\u00e9 de buses \u00e0 jet d'encre passe ensuite sur le lit de poudre, d\u00e9posant des gouttelettes d'un agent de liaison (g\u00e9n\u00e9ralement un m\u00e9lange de polym\u00e8re et de cire) pour lier les particules m\u00e9talliques ensemble. Une fois une couche termin\u00e9e, la plate-forme de construction se d\u00e9place vers le bas et une nouvelle couche de poudre est appliqu\u00e9e. Ce processus se r\u00e9p\u00e8te jusqu'\u00e0 la construction de la partie enti\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

L'\u00e9tape d'impression dans le jet de liant m\u00e9tallique se produit \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, \u00e9liminant des probl\u00e8mes tels que les effets thermiques tels que la d\u00e9formation et les contraintes internes qui peuvent se produire dans des processus tels que DMLS et SLM. Les structures de support ne sont pas n\u00e9cessaires. Cependant, la pi\u00e8ce imprim\u00e9e reste dans un \u00e9tat \"vert\", ce qui signifie qu'il est toujours fragile et n\u00e9cessite un traitement ult\u00e9rieur.<\/p>\n\n\n\n

Il existe deux \u00e9tapes de post-traitement courantes utilis\u00e9es pour transformer la partie \"verte\" en un composant m\u00e9tallique enti\u00e8rement solide:<\/p>\n\n\n\n