Lors de l'impression 3D métallique, les pièces sont soumises à des contraintes pendant la production et nécessitent donc généralement des structures de support pour éviter toute dégradation pendant la fabrication. Ces supports sont créés directement dans les données de conception et fabriqués de manière additive en même temps que l'objet imprimé en 3D. Cette étape de l'impression 3D est nécessaire pour protéger les pièces métalliques contre la déformation induite par les contraintes thermiques pendant la fabrication et pour évacuer efficacement la chaleur du bain de fusion dans les zones en surplomb. Une fois la pièce terminée, la structure de support est retirée manuellement ou automatiquement.
Imprimer des pièces en 3D sans aucun support, ou du moins minimiser le nombre de supports utilisés, améliore le post-traitement mais peut également réduire le temps d'impression, si le processus est appliqué efficacement, et diminuer la consommation de matériaux, réduisant les coûts et l'impact environnemental des constructions.
Nos experts d'Additive Minds se sont penchés sur la question de savoir comment un tel processus d'impression pourrait fonctionner et quels défis il impliquerait.
Pour en savoir plus, consultez notre livre blanc sur l'impression 3D sans support
Pour en savoir plus sur les subtilités de l'impression 3D de métaux sans support, consultez notre livre blanc, rédigé par Davy Orye, responsable de l'équipe Additive Minds. Ce document détaille le processus et le raisonnement qui ont permis de développer un moyen de produire des roues à aubes sans support.
Utilisation de supports dans l'impression 3D : Comment faisait-on jusqu'à aujourd'hui?
La conception d'une impression 3D avec des supports a toujours été la méthode standard de la fabrication additive métallique (FA). Les supports sont utilisés pour diverses raisons afin de garantir qu'une fabrication se terminera et que la pièce sera produite avec succès, notamment :
- Les contraintes résiduelles pendant le processus d'impression peuvent entraîner des déformations du modèle 3D. Des supports peuvent être ajoutés pour empêcher physiquement cette déformation.
- Les perturbations dues à l'impact de du bras de recouvrement sur la pièce à mi-construction peuvent faire vibrer la pièce ou causer des dommages qui font échouer la production. Les supports sont utilisés pour protéger la pièce de tout impact du bras de recouvrement.
- Le transfert de chaleur via les supports permet à la pièce de refroidir et d’être produite avec succès plus rapidement.
Le nombre, la taille et l'emplacement des supports sont déterminés par de multiples facteurs .
- L'orientation de la pièce dicte la partie de la pièce qui nécessite un support. En général, davantage de supports sont nécessaires pour compenser les facteurs ci-dessus si la pièce est orientée de sorte qu'une plus grande partie de la surface ne se trouve pas sur la plaque de construction.
- On considère généralement que les porte-à-faux de 45 degrés ou moins nécessitent une structure de support.
- Les canaux et les espaces vides peuvent se déformer sans support, en fonction de leur taille et s'ils sont orientés de manière inefficace.
L'impression 3D sans structure de support
Grâce à une expertise adéquate et à des compétences créatives en matière de résolution de problèmes, les équipes d'EOS sont parvenues à développer de nouvelles façons de concevoir des productions hors des idées reçues sur ce qui est possible, produisant ainsi d'excellents résultats.
Jetez un coup d'œil à ces études de cas étonnantes pour voir ce que nos experts de l'Additive Minds ont fait pour vous.
Les applications des méthodes d'impression sans support
L'impression de pièces sans support présente de nombreux avantages incroyables. Chez EOS, nous avons trouvé des moyens innovants d'appliquer les méthodes sans support à divers projets de fabrication, avec un succès retentissant en termes de temps de construction, de coût et de réduction des matériaux. Voici quelques-uns de nos points forts.
La limitation la plus courante de l'AM métal est probablement le fait qu'il est impossible d'imprimer sans support en dessous d'un certain angle de surplomb. Sans support, le surplomb risque de se déformer en raison des contraintes résiduelles dues à l'exposition à l'énergie focalisée des lasers pendant l'impression. Cette situation limite souvent les utilisateurs de systèmes AM métalliques dans leur choix d'applications.
Grâce à l'esprit novateur des leaders de l'industrie, l'angle critique de 45 degrés est aujourd'hui remis en question et contesté. De nombreux logiciels et ensembles de paramètres sont désormais disponibles et permettent aux utilisateurs d'imprimer des porte-à-faux et des ponts à des angles beaucoup plus faibles, sans compromettre l'efficacité du processus d'impression 3D et la qualité des pièces métalliques produites.
Jetez un coup d'œil à cette étude de cas sur des turbines carénées, où une construction sans support a été réalisée en repoussant les limites des angles de surplomb à un angle impressionnant de 10 degrés.
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