{"id":14,"date":"2024-05-25T19:37:38","date_gmt":"2024-05-25T17:37:38","guid":{"rendered":"https:\/\/alexandredurand.fr\/?p=14"},"modified":"2024-06-02T20:34:35","modified_gmt":"2024-06-02T18:34:35","slug":"impression-3d-metal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/alexandredurand.fr\/index.php\/2024\/05\/25\/impression-3d-metal\/","title":{"rendered":"Impression 3D M\u00e9tal"},"content":{"rendered":"\n<p>En utilisant du filament Filamet\u2122 bronze de chez <a href=\"https:\/\/shop.thevirtualfoundry.com\/en-fr\/products\/bronze-filamet?variant=1023410470924&amp;_ga=2.72657299.14623463.1685461013-172851455.1655493159\">virtual foundry<\/a> (fil de 1,75mm de diam\u00e8tre) contenant 90% de particules m\u00e9talliques (sph\u00e8res entre 20 et 150 \u00b5m), une imprimante 3D FDM classique ainsi qu&#8217;un four haute temp\u00e9rature, il et possible d&#8217;obtenir des pi\u00e8ces 100% m\u00e9tal. Le proc\u00e9d\u00e9 consiste en plusieurs \u00e9tapes :<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Impression de la pi\u00e8ce crue<\/li>\n\n\n\n<li>D\u00e9liantage (ou debinding) pour retirer le liant polym\u00e8re<\/li>\n\n\n\n<li>Frittage (ou sintering) des particules m\u00e9talliques (agglom\u00e9ration des particules un peu en dessous de la temp\u00e9rature de fusion)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Le proc\u00e9d\u00e9 de frittage et assez commun dans l&#8217;industrie ou l&#8217;artisanat : m\u00e9tallurgie des poudres, c\u00e9ramiques. Cuire une poterie rel\u00e8ve de ce proc\u00e9d\u00e9.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"480\" height=\"114\" src=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/sintering-grains.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-100\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/sintering-grains.jpg 480w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/sintering-grains-300x71.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 480px) 100vw, 480px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>De gauche \u00e0 droite : processus de frittage, agglom\u00e9ration des grains. En jouant sur la dur\u00e9e du frittage, il est possible de contr\u00f4ler la taille des grains dans une certaine gamme.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Impression de la pi\u00e8ce crue<\/h2>\n\n\n\n<p>Cette \u00e9tape s&#8217;effectue \u00e0 l&#8217;aide d&#8217;une imprimante 3d \u00e9quip\u00e9 d&#8217;une buse en acier de 0,6mm de diam\u00e8tre pour les raisons suivantes : une buse classique en laiton serait abras\u00e9 par les particules m\u00e9talliques, tandis que des buses de 0,4mm ou moins ne permettrait pas le passage fluide du m\u00e9lange de particules m\u00e9talliques avec le liant polym\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"492\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_231629-scaled-e1716668870357-1024x492.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-41\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_231629-scaled-e1716668870357-1024x492.jpg 1024w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_231629-scaled-e1716668870357-300x144.jpg 300w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_231629-scaled-e1716668870357-768x369.jpg 768w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_231629-scaled-e1716668870357-1536x738.jpg 1536w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_231629-scaled-e1716668870357.jpg 1659w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Impression de 2 barreaux de 20x5x5mm \u00e0 l&#8217;aide d&#8217;une imprimante FDM, buse en acier de 0,<\/em>6 mm de diam\u00e8tre. l&#8217;aspect est semblable \u00e0 du bois.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"706\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_184547-scaled-e1716753315265-1024x706.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-38\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_184547-scaled-e1716753315265-1024x706.jpg 1024w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_184547-scaled-e1716753315265-300x207.jpg 300w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_184547-scaled-e1716753315265-768x530.jpg 768w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_184547-scaled-e1716753315265-1536x1060.jpg 1536w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210317_184547-scaled-e1716753315265-2048x1413.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Impression d&#8217;un disque de 20mm de diam\u00e8tre pour 8mm d&#8217;\u00e9paisseur<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">D\u00e9liantage<\/h2>\n\n\n\n<p>Les pi\u00e8ces crues contiennent encore jusqu&#8217;\u00e0 10% massique de polym\u00e8re. il faut d&#8217;abord le d\u00e9composer thermiquement sans alt\u00e9rer la forme de la pi\u00e8ce. une premi\u00e8re r\u00e9tractation aura lieu lors de cette \u00e9tape.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"534\" height=\"129\" src=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/debinding.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-101\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/debinding.jpg 534w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/debinding-300x72.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 534px) 100vw, 534px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">De gauche \u00e0 droite : processus de d\u00e9liantage.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"654\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210316_124933-scaled-e1717352961474-1024x654.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-33\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210316_124933-scaled-e1717352961474-1024x654.jpg 1024w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210316_124933-scaled-e1717352961474-300x191.jpg 300w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210316_124933-scaled-e1717352961474-768x490.jpg 768w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210316_124933-scaled-e1717352961474-1536x980.jpg 1536w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210316_124933-scaled-e1717352961474-2048x1307.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Dans un creuset, les pi\u00e8ces sont entour\u00e9s de poudre d&#8217;alumine (Al2O3), un r\u00e9fractaire, afin de maintenir la poudre ainsi que de se resserrer autour de la futur pi\u00e8ce lors d&#8217;un processus avec retrait. du charbon actif et ensuite ajout\u00e9 afin de r\u00e9agir en priorit\u00e9 avec l&#8217;oxyg\u00e8ne dans le creuset et non pas avec notre pi\u00e8ce. L&#8217;atmosph\u00e8re sera donc pauvre en oxyg\u00e8ne. Le creuset doit \u00eatre ensuite couvert pour limiter la consommation de charbon actif. Pendant tout le cycle de frittage (8h), si le creuset est convenablement ferm\u00e9, tr\u00e8s peu de charbon sera consomm\u00e9.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"768\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210314_183612-1024x768.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-28\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210314_183612-1024x768.jpg 1024w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210314_183612-300x225.jpg 300w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210314_183612-768x576.jpg 768w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210314_183612-1536x1152.jpg 1536w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210314_183612-2048x1536.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>D\u00e9but du d\u00e9liantage. Celui-\u00e7i d\u00e9composera thermiquement le liant polym\u00e8re afin de ne laisser que<\/em> les particules m\u00e9talliques.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Frittage :<\/h2>\n\n\n\n<p>Le four est ensuite port\u00e9 \u00e0 plus de 800\u00b0C (temp\u00e9rature variable selon le mat\u00e9riau \u00e0 fritter) pendant plusieurs heures. \u00e0 la fin, on obtient des pi\u00e8ces m\u00e9talliques pleines, avec un \u00e9tat de surface assez d\u00e9grad\u00e9. il est n\u00e9cessaire de sabler \/ poncer \/ polir la surface afin d&#8217;obtenir un aspect m\u00e9tallique. Pour des pi\u00e8ces avec des formes exotiques cela peut poser probl\u00e8me. Un d\u00e9capage chimique pourrait \u00eatre utilis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"554\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210805_133050-scaled-e1717353159429-1024x554.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-43\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210805_133050-scaled-e1717353159429-1024x554.jpg 1024w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210805_133050-scaled-e1717353159429-300x162.jpg 300w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210805_133050-scaled-e1717353159429-768x415.jpg 768w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210805_133050-scaled-e1717353159429-1536x830.jpg 1536w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210805_133050-scaled-e1717353159429.jpg 1885w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Divers pi\u00e8ces (tests) en sortie du four de frittage. On notera la n\u00e9cessit\u00e9 d&#8217;un traitement de surface m\u00e9canique comme un polissage dans un tonneau vibrant contenant des grains abrasifs.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"710\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210808_131713-e1717353240641-1024x710.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-45\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210808_131713-e1717353240641-1024x710.jpg 1024w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210808_131713-e1717353240641-300x208.jpg 300w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210808_131713-e1717353240641-768x533.jpg 768w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/IMG_20210808_131713-e1717353240641.jpg 1034w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Barreau de 20x5x5mm une fois fritt\u00e9 puis ponc\u00e9<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Entre le d\u00e9liantage et le frittage, on observe une r\u00e9tractation entre 7 et 10%. la r\u00e9tractation commence lors de la d\u00e9composition du polym\u00e8re (8 \u00e0 10% massique du polym\u00e8re PLA) puis continue lors du frittage du au comblement des vides lors de la coalescence des grains.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Avantages \/ Inconv\u00e9nients <\/h2>\n\n\n\n<p><strong>avantages :<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Int\u00e9ressant pour du prototypage ou de la pi\u00e8ce unique<\/li>\n\n\n\n<li>Une multitude de mat\u00e9riau disponibles (m\u00e9taux, c\u00e9ramiques)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p><strong>inconv\u00e9nients :<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Barri\u00e8re \u00e0 l&#8217;entr\u00e9e faible mais existante (four programmable essentiellement + 200\u20ac\/kg de fil)<\/li>\n\n\n\n<li>Contre-indiqu\u00e9 pour de la m\u00e9canique lourde (pr\u00e9sence de vides alt\u00e9rant les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques) -&gt; ceci est am\u00e9liorable en manipulant les param\u00e8tres de frittage (rampe de temp\u00e9rature, temp\u00e9rature, dur\u00e9e)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">A tester \/ am\u00e9liorer<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>D\u00e9liantage + frittage en une seule \u00e9tape.  <\/strong><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"736\" height=\"607\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/rampes-T\u00b0.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-68\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/rampes-T\u00b0.jpg 736w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/rampes-T\u00b0-300x247.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 736px) 100vw, 736px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Rampes de T\u00b0 pour les 2 \u00e9tapes conseill\u00e9 par virtual foundry.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Avec les param\u00e8tres du fabriquant du fil, les 2 \u00e9tapes prennent au minimum 460 minutes (7h40min) pour le d\u00e9liantage et 495 minutes (8h05min) pour le frittage, sans compter le reprogrammation des rampes de temp\u00e9rature du four entre les \u00e9tapes, le retour \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante, etc&#8230; La fabrication d&#8217;une pi\u00e8ce prend 2 jours. En assemblant les 2 proc\u00e9d\u00e9s en un, il serait possible d&#8217;\u00e9conomiser du temps et de l&#8217;argent :<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"618\" height=\"209\" src=\"http:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Proposition-rampe-T\u00b0-2.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-70\" srcset=\"https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Proposition-rampe-T\u00b0-2.jpg 618w, https:\/\/alexandredurand.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Proposition-rampe-T\u00b0-2-300x101.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 618px) 100vw, 618px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>12h40 minutes<\/em> au lieu de 15h54 minutes + absence de manipulations entre les 2 proc\u00e9d\u00e9s<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Conclusion<\/h2>\n\n\n\n<p>C&#8217;est un proc\u00e9d\u00e9 tr\u00e8s int\u00e9ressant pour le prototypage de pi\u00e8ces m\u00e9talliques ou c\u00e9ramiques, cependant il est \u00e0 noter que pour le rendre accessible au grand public en terme de prix, il est n\u00e9cessaire de delianter\/fritter plusieurs pi\u00e8ces d&#8217;un coup \u00e0 moins d&#8217;utiliser un four avec un petit volume de chauffe consommant peu. Un article a ce propos est en cours de r\u00e9daction : en utilisant un four micro-ondes modifi\u00e9, on peux chauffer un petit creuset suffisamment.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En utilisant du filament Filamet\u2122 bronze de chez virtual foundry (fil de 1,75mm de diam\u00e8tre) contenant 90% de particules m\u00e9talliques (sph\u00e8res entre 20 et 150 \u00b5m), une imprimante 3D FDM classique ainsi qu&#8217;un four haute temp\u00e9rature, il et possible d&#8217;obtenir des pi\u00e8ces 100% m\u00e9tal. 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