Pour cette fin d’année, et pour sa présence aux prochains salons professionnels, le fabricant d’imprimantes 3D AIM3D annonce deux nouveautés majeures : un nouveau procédé qui ambitionne de relever les défis des processus de construction 3D de polymères basés sur des couches lorsqu’il s’agit de propriétés structurelles inhomogènes et une imprimante 3D industrielle.
Surmonter les problèmes de résistance inhomogène
Dans la fabrication additive de polymères, les composants présentent des propriétés de résistance inhomogènes en raison du processus de construction par couches. Cela se manifeste principalement sous la forme d’une résistance insuffisante à la traction et à la flexion, ainsi que d’un comportement très fragile le long de l’axe Z. En revanche, les résistances obtenues le long de l’axe Z sont plus faibles. En revanche, les résistances obtenues le long des axes X et Y avec certains procédés sont déjà proches des résistances possibles avec le moulage par injection conventionnel. AIM3D l’a déjà démontré en traitant des composants remplis de fibres à base de PA6 GF30.
La résolution de ce problème ouvrira de nouvelles possibilités en termes d’applications, d’où le développement du procédé Voxelfill, en attente de brevet, qui utilise la technologie d’extrusion 3D du procédé CEM, augmentant ainsi la rentabilité du procédé CEM.
Cette stratégie de remplissage en couches croisées peut également être utilisée pour des composants multi-matériaux et convient à la fabrication de pièces imprimées en 3D en plastique, en métal et en céramique. Avec cette approche, les pièces ne sont plus créées exclusivement en couches (c’est-à-dire en 2,5D). Elles utilisent le remplissage des couches croisées en utilisant ce que l’on appelle des voxels comme zones de volume.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Le contour du composant est d’abord créé comme la structure de base habituelle en utilisant une ou plusieurs bandes du matériau extrudé. Un motif de treillis est créé à l’intérieur du composant, qui définit les limites des éléments de volume à remplir, comme des cavités.
La structure des voxels à remplir ressemble au nid d’abeille d’une ruche. La stratégie Voxelfill comprend maintenant deux étapes de processus :
- Génération d’une structure en treillis : le système CEM répète cette structure jusqu’à une hauteur définie des éléments de volume, puis à ce stade, les cavités (voxels) précédemment créées sont remplies par injection de matériau thermoplastique à l’aide de l’extrudeuse.
- Phase de remplissage des voxels : c’est maintenant qu’intervient la deuxième composante, encore plus importante, de cette stratégie d’impression 3D : lorsque les zones de volume sont remplies, il ne s’agit pas de remplir tous les voxels dans un seul plan.
Cela se traduirait à nouveau par une faiblesse de la direction Z directement dans le plan « couture ». En déplaçant les éléments de volume à mi-hauteur du voxel, une sorte de « liaison de type brique » est créée dans le composant, ce qui entraîne un décalage de la ligne de rendement. Il en résulte une énorme augmentation de la résistance et une amélioration de l’élasticité des composants dans la direction Z. En outre, les éléments de volume introduits réduisent considérablement le temps d’impression des composants entièrement remplis et augmentent donc sensiblement la rentabilité du processus CEM.
L’imprimante 3D à granulés ExAM 510
Avec une plus grande zone de construction, une plus grande précision et des vitesses de construction accélérées comme caractéristiques clés qui la différencient de son prédécesseur, la nouvelle imprimante 3D d’AIM3D fait passer l’impression 3D multi-matériaux à un niveau supérieur car elle peut traiter jusqu’à trois matériaux en même temps.
La zone de construction peut être chauffée jusqu’à 200 ºC afin de réduire les contraintes dans le composant et de traiter des matériaux à haute performance. Il va sans dire que la vitesse de construction ou d’impression dépend du type de matériau utilisé, mais le processus d’impression peut atteindre 250 cm³/h (avec une buse de 0,4 mm).
Cette catégorie d’extrudeuses permet des taux d’extrusion jusqu’à 10 fois supérieurs à ceux des extrudeuses de filaments disponibles dans le commerce. L’attrait particulier de l’ExAM 510 est révélé par les matériaux qui peuvent être déployés. AIM3D a équipé le système d’une chambre de traitement chauffable spécialement conçue pour l’utilisation de plastiques à haute température. Cela permet de traiter également des plastiques à haute température tels que le PEEK, le PEI, le PSU, le PPS, avec ou sans remplissage de fibres, indique la société.
Principales fonctionnalités de l’imprimante 3D ExAM 510
| Tête d’impression | 2 têtes d’impression de granulés CEM max. 450°C
1 tête d’impression filament |
| Plateforme de construction | Plate-forme de serrage sous vide,
chauffable jusqu’à 200°C |
| Surface d’impression 3D | 510 x 510 x 400,
chauffable jusqu’à 200°C |
| Cinématique | X : moteur linéaire,
Y : moteur linéaire, Z : axe de la broche |
| Vitesse d’impression | X/Y: 510 mm/s,
Z: 20 mm/s |
| Precision | X/Y: +/- 3µm,
Z: +/- 10µm |
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