L'essor de l'industrie de la fabrication additive a repoussé les limites de la technique de soudage en tant que simple processus d'assemblage en y ajoutant la fabrication générative. Pour répondre aux exigences élevées actuelles, Linde propose une large palette de solutions de gaz de protection pour préserver ainsi que pour affiner les propriétés des matériaux.
Ce nouveau processus est basé sur le soudage à l'arc ainsi que sur le soudage à l'arc plasma et utilise des fils comme matériau de base. Ceux-ci sont déjà utilisés depuis des décennies et sont maintenant adaptés aux besoins de la fabrication additive. Les techniques de soudage sous gaz de protection (MIG/MAG) et de soudage au plasma sont utilisées pour faire fondre les matériaux d'apport avec lesquels les composants 3D sont construits couche par couche.
Les avantages de la fabrication additive avec la technique de soudage à l'arc et au plasma sont évidents: aucun outillage ou équipement complexe n'est nécessaire, ce qui signifie que les coûts d'investissement sont faibles, mais que les résultats sont absolument convaincants. Les objets métalliques fabriqués de cette manière se distinguent par leur intégrité structurelle et leur précision de forme. Comme il est également possible de produire des composants légers à partir de matériaux coûteux tels que l'aluminium et le titane sans perte de matière, ce qui est considérable avec les techniques d'usinage, la fabrication additive avec la technique de soudage à l'arc et au plasma devient le centre d'intérêt de nombreux secteurs, en particulier l'aérospatiale, l'automobile ou la médecine. En termes de rentabilité, cette technologie surpasse d'autres processus de fabrication générative tels que le soudage au laser et le soudage par faisceau d'électrons.
Comme pour le soudage MIG/MAG standard, un fil métallique est alimenté et fond dans l'arc électrique afin de générer directement la structure en couches sur le substrat. Les processus à faible apport de chaleur fonctionnant à l'arc court sont privilégiés en raison de la sensibilité à la chaleur de la plupart des matériaux utilisés dans la fabrication additive. Les gaz de protection protègent la matière fondue et le métal chaud de l'air ambiant et donc de l'oxydation.
L'air, les hydrocarbures et l'humidité dans la zone affectée par la chaleur entraînent des instabilités du processus et donc de mauvais résultats. Pour éviter la réaction chimique qui se produit lorsque le métal chauffé entre en contact avec des éléments tels que l'oxygène et l'azote, on utilise des gaz de protection qui protègent l'électrode, le bain de fusion et la zone affectée par la chaleur des réactions avec l'air ambiant et évitent les dégradations dues à la réaction chimique. L'utilisation de gaz de protection permet de conserver les propriétés métallurgiques des composants ou même, dans certains cas, de les améliorer.
L'argon, l'hélium et leurs mélanges sont les gaz de processus préférés dans la fabrication additive avec les techniques de soudage MIG/MAG et plasma. Des composants actifs comme le CO2, l'O2, le N2 ou le H2 peuvent être ajoutés pour affiner les propriétés des matériaux. Grâce à sa longue expertise dans toutes les applications de soudage, de coupage, de chauffage et de revêtement, Linde peut vous aider à choisir les gaz et mélanges appropriés pour votre projet spécifique de fabrication additive dans le domaine du soudage. Avec nos familles de produits CORGON®, CRONIGON® et VARIGON®, nous proposons toute une gamme de gaz de protection MIG/MAG éprouvés. Nos mélanges ont été spécialement conçus pour vous assurer tous les avantages, tels que la continuité, la vitesse et la liberté de façonnage, combinés à la fiabilité des procédés de soudage automatisés et à la flexibilité et au contrôle des procédés de soudage manuels.
En collaboration avec une équipe de recherche de l'Institut de technique de production de l'Université technique d'Ilmenau (Allemagne), une nouvelle stratégie de refroidissement a été testée dans le contexte de la fabrication additive afin d'éviter l'exposition à une chaleur importante dans les couches supérieures de la pièce. Des essais expérimentaux ont été réalisés avec de l'argon, de l'hydrogène et de l'azote, qui ont démontré une influence significative du gaz de refroidissement sur la température pendant le processus MSG en fabrication additive. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec l'azote et l'hydrogène, qui ont permis un processus de refroidissement extrêmement efficace. Ainsi, la structure et la taille des grains peuvent être modélisées à l'aide de la composition du gaz pour obtenir une microstructure homogène.
Étant donné que les conditions d'application telles que la température et l'atmosphère protectrice sont essentielles pour la qualité du revêtement, nos experts en applications peuvent vous conseiller sur le choix du gaz de protection, le débit de gaz de protection requis et d'autres paramètres de fonctionnement qui conviennent le mieux à vos besoins. Vous bénéficiez en outre d'une assistance pour les services de gestion des installations et des gaz. Nous vous aidons volontiers à optimiser tous les procédés liés au gaz. Nous proposons également des formations en matière de sécurité ainsi qu'une maintenance préventive.
