16 mai 2018

Fabriquer des pièces en cuivre en quelques minutes - Dorothee Quitter

En raison de difficultés techniques, le cuivre n'était jusqu'à présent pas très adapté à l'impression 3D. La mise au point d'un nouveau procédé pourrait changer la donne.

Depuis les pièces de monnaie et les ornements d'origine jusqu'à la fabrication des produits électroniques d'aujourd'hui, le cuivre reste un matériau populaire car il a non seulement une longue durée de vie et une texture non corrosive, mais il est aussi l'un des meilleurs conducteurs d'énergie. C'est également l'un des meilleurs conducteurs d'énergie, ce qui en fait la pièce maîtresse de la plupart des câbles électriques dans les bâtiments et des enroulements dans les moteurs électriques. Moins connues, les propriétés antimicrobiennes du cuivre le protègent contre les insectes et les virus, ce qui lui permet également d'être utilisé dans le domaine médical.

Malgré la variété des applications décrites ci-dessus, le cuivre n'a pas réussi à s'imposer dans un domaine de plus en plus important : l'impression 3D. Cela s'explique par le fait que le procédé habituel d'impression 3D est le soudage au laser. Dans ce processus, des poudres métalliques sont fondues ensemble sous contrôle informatique.

De nouvelles technologies sont nécessaires pour le cuivre
Pour le cuivre, cependant, ce processus est difficile. La forte réflectivité lors de l'impact sur le laser à fibre infrarouge conventionnel empêche l'absorption de l'énergie et donc le processus de fusion. En outre, la conductivité thermique du cuivre dissipe la chaleur du dernier bain de fusion et réduit ainsi l'efficacité du processus. Bien qu'il existe déjà des méthodes permettant de traiter le cuivre, elles sont encore très coûteuses et donc peu utilisées. Il s'agit notamment de la fusion par faisceau d'électrons ou de la fusion par faisceau de laser vert développée par l'Institut Fraunhofer.

Séparation des particules par ultrasons
La technologie Supersonic 3D Deposition (SP3D) de l'entreprise australienne Spee3d est une méthode qui ne fait pas appel au soudage thermique pour la fabrication additive de pièces en cuivre. Le processus d'impression est réalisé ici par une buse de fusée, qui accélère les particules à la triple vitesse supersonique et les fixe à un matériau porteur suspendu à un bras robotisé à six axes. L'énergie cinétique des particules fait fusionner les métaux en un objet très dense. Ses propriétés métallurgiques sont d'environ 80-95% du matériau solide. L'application des particules métalliques de 25 à 35 microns se fait par dépôt approximatif en couches, dans l'ordre jugé idéal par le programme d'impression. La vitesse est de 20 à 100 g/min.

Caractéristiques de la conception
Des restrictions de conception s'appliquent à l'épaisseur des parois, qui doivent avoir une épaisseur minimale de 6 mm. En outre, les trous et les cavités de faible épaisseur sont difficiles à réaliser par l'imprimante, c'est pourquoi le post-traitement par la machine est souvent moins coûteux et plus rapide à mettre en œuvre. Comme d'autres procédés additifs, SP3D permet également des inclinaisons jusqu'à 45° sans utilisation de matériau de support.

Le transfert des données CAO (STL ou Step) s'effectue par lecture dans le programme d'impression et la conversion ultérieure vers le processus d'impression. Le programme simule d'ailleurs l'élément à imprimer, ce qui permet de voir avec une précision de près de 100% à quoi ressemblera la pièce finie.

Les possibilités d'application sont multiples, car le cuivre peut être facilement combiné avec l'aluminium et d'autres matériaux. Il convient donc à un large éventail d'utilisations, notamment dans le secteur automobile, où il peut être utilisé pour des pièces de moteur ou des dissipateurs thermiques à haute performance pour les véhicules électriques et autonomes. (Qui)

Article by : Dorothee Quitter
https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/kupferteile-in-wenigen-minuten-fertigen-a-710428/