Procédés de frittage

Optimiser les procédés de frittage AM (fabrication additive) avec les bons gaz, mélanges et kits.

Au cours de l'étape de frittage, les pièces AM sont chauffées à des températures proches du point de fusion pour éliminer le liant restant et fusionner les particules métalliques entre elles. L'atmosphère de frittage joue un rôle essentiel pour atteindre les densités finales visées, comprises entre 96 et 99,8 %. Une atmosphère réductrice est nécessaire pour éliminer les oxydes, faciliter la liaison des particules de métal en poudre et éviter l'oxydation pendant le refroidissement. L'hydrogène et les mélanges spéciaux avec l'hydrogène sont les gaz les plus puissants à cette fin.

Nous proposons une large gamme de solutions de gaz dédiés et de mélanges sur mesure pour prendre en charge et optimiser les procédés de frittage tels que la modélisation par dépôt de métal fondu (FDM) et le jet de liant.

Zoom sur le FDM

La technologie de modélisation par dépôt fondu (FDM) est un procédé de fabrication additive (AM) idéal pour la fabrication de structures métalliques et de composants électroniques en 3D. Le FDM métallique construit des formes en 3D en utilisant, par exemple, des filaments de matériaux composés thermoplastiques. Ces filaments sont introduits dans un liquéfacteur chauffé, d'où ils sont extrudés par une buse étroite sur une plate-forme de fabrication.

Parmi les avantages du FDM métallique, citons le fait qu'il ne nécessite pas les lasers coûteux utilisés dans les processus de frittage ou le faisceau d'électrons nécessaire au processus de fusion par faisceau d'électrons. Elle permet également aux opérateurs d'utiliser des matériaux et des systèmes moins coûteux. En outre, c'est le seul système de métallisation directe qui permet de combiner thermoplastiques et métaux dans une même construction. L'inconvénient, cependant, c'est qu'il peut être sujet à l'oxydation pendant le processus de fabrication si l'atmosphère n'est pas contrôlée avec précision. C'est là que nous pouvons vous aider.

Le procédé FDM métal

Le procédé FDM métal est basé sur le procédé FDM polymère largement connu. La principale différence réside dans le fait que la matière première (sous la forme d'un filament, d'une tige ou de granulés pour le moulage par injection de métal (MIM)) associe un liant polymère et une poudre métallique dans un composé innovant. Il s'agit d'un processus en plusieurs étapes.

La matière première est traitée par une tête d'impression qui se déplace le long de l'axe xy tandis que la plate-forme de fabrication se déplace le long de l'axe z. Le composant polymère de la matière première est fondu et déposé couche par couche sur la plateforme de fabrication jusqu'à ce que la pièce soit terminée.

Dans l'étape suivante, le corps vert résultant est post-traité en éliminant la phase de liant polymère. La teneur en liant est généralement d'environ 50 % en volume et se compose de différents éléments en fonction du processus de déliantage.

Garantir l'intégrité et la résistance des pièces pendant le frittage avec les atmosphères contrôlées de Linde

Dans la troisième et dernière phase, la pièce imprimée en 3D est introduite dans un four pour être frittée. Au cours de cette étape, l'autre composant du liant (un liant thermoplastique de deuxième niveau) est retiré. En utilisant une température proche de la température de fusion, cette densification permet d'obtenir la pièce métallique finale.

Cette étape de frittage joue un rôle essentiel dans l'intégrité structurelle de la pièce métallique. Le contrôle précis des conditions atmosphériques est essentiel pour garantir une pièce de haute qualité et de grande résistance. Sans la bonne atmosphère, la pièce pourrait s'oxyder, ce qui entraînerait non seulement une décoloration mais aussi un affaiblissement de l'intégrité de la pièce. Nous avons développé un mélange gazeux sur mesure pour relever ce défi en offrant des conditions atmosphériques optimales dans les fours de frittage FDM en métal.

Le procédé de projection de liant

Le jet de liant est une technologie d'AM en poudre qui combine la technologie du jet d'encre avec un agent liant. Une phase de liant polymère liquide est déposée de manière sélective sur le lit de poudre en joignant les particules de métal et en formant un corps vert.

Une fois le processus d'impression terminé, les pièces doivent être retirées du "gâteau de poudre", c'est-à-dire de la poudre libre mais densifiée qui les entoure. Pour améliorer l'élimination de l'excès de poudre du corps vert, on utilise souvent des brosses ou un pistolet à air comprimé.

Le corps vert doit être post-traité dans un processus de déliantage et de frittage pour créer une pièce métallique dense. Pour ce faire, les pièces imprimées sont placées dans un four à haute température, où le liant est brûlé et les particules métalliques restantes sont frittées ensemble. Le frittage permet de densifier le corps vert imprimé en 3D à des niveaux pouvant atteindre 98 % ou 99 %.

Adapté aux applications à haut volume et à faible coût, le jet de liant offre des avantages en termes de vitesse et de coût par rapport à certains autres procédés d'AM. Comme pour tous les procédés d'AM, le contrôle de l'atmosphère est un facteur clé de succès pour la qualité de la pièce imprimée finale.

Pour en savoir plus : contactez-nous