Prototypage rapide : Le frittage de poudre

Le frittage de poudre permet d’obtenir une pièce en polyamide par empilement de couches successives, polymérisées par un laser.
Les matériaux frittés possèdent des caractéristiques mécaniques proches du PA injecté.
2 matériaux possibles :
le PA
 (polyamide) et le PA GF (chargé en fibre de verre)

Avantages :

– pas d’investissement d’outillage

– pièces fonctionnelles

– tenue en température

– états de surface fins

Les pièces fabriquées par ce type de procédé sont poreuses. Selon l’utilisation souhaitée, les constructeurs de machine proposent de réaliser des infiltrations de matière, afin d’accroître les caractéristiques mécaniques des modèles fabriqués. Selon le type de pièces réalisées, et selon les technologies de fabrication, il peut être nécessaire de fabriquer simultanément des supports pour les parties en contre-dépouilles.
La métallurgie des poudres permet d’obtenir des matériaux complexes à base de produit qui ne peuvent se mélanger à l’état fondu par suite de la trop grande différence de température de fusion.
Par exemple métaux et composés métalliques réfractaires; graffite, substances abrasives etc..

Principe
On réduit en poudre les matériaux à associer, on mélange ces poudres, on les comprimes dans un moule pour obtenir la forme désirée. On effectue un traitement thermique appelé « Frittage ».

Avantages et Inconvénients
•    Obtention de produits possédant des propriétés qu’aucune substance naturelle ne possède
•    Pièces précises, identiques pouvant étre utilisées sans usinage.
•    Grande cadence de production, pas de déchêts, d’où procédé économique
•    Possibilité d’obtenir des pièces poreuses (existe aujourd’hui des adjuvants pour l’étanchéité)
•    Procédé limité à la fabrication de petites et moyennes pièces

Principe de fonctionnement
:

Sous l’action d’un laser, une poudre est agglomérée par frittage.

Outre les polymères thermofusibles classiques (polyamides, PMMA…, des élastomères, des poudres métalliques, des cires ou du sable de fonderie peuvent être utilisés.
 Le faisceau émis par le laser est projeté à la surface de la poudre par un jeu de miroirs dynamiques. Le mouvement de ces miroirs, pilotés par un ordinateur interprétant les données fournies par le logiciel de CAO fait parcourir au faisceau une trajectoire correspondant à une section de pièce considérée. Sur son passage, le laser fond la poudre et seule la région balayée est solidifiée.
Précision, état de surface et temps de fabrication dépendent du choix de la hauteur de couche. Après réalisation d’une section, la plate-forme, supportant l’objet immergé dans la poudre, descend dans la cuve d’une hauteur correspondant à l’épaisseur de la section (habituellement entre 0,07 mm et 0,2 mm). L’empilement des couches permet d’obtenir une pièce tridimensionnelle. Consécutivement au frittage d’une section, un rouleau d’alimentation additionne une couche de poudre uniformément sur la surface préalablement réalisée. Le laser peut démarrer le frittage d’une nouvelle section.

Ce procédé permet de générer des pièces sans contrainte de forme du fait de l’absence de support. La poudre non frittée peut être en grande partie réutilisée.


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