Il y a vingt ans, le moulage était considéré comme la technique idéale pour fabriquer des produits en vrac. Avec l’utilisation de l’impression 3D métal aujourd’hui, il y a une chance de remplacer cette méthode traditionnelle et de permettre une gamme d’avantages qui inclut à la fois une meilleure fabrication et un bas prix.
Cela étant dit, il convient de noter que les défis posés par ces nouvelles opportunités concernent souvent les matériaux. Le titane étant un métal optimal pour la fabrication de produits destinés à l’industrie aérospatiale, il ne peut être utilisé normalement dans l’impression 3D en raison des risques d’incendie et d’explosion des poudres.
L’aluminium, l’alternative appropriée
L’aluminium est léger (densité 2700 kg/m3) et modulable, avec un module d’élasticité de ~70 MPa. Du moins, ce sont les conditions nécessaires pour permettre l’impression 3D métal. Le seul bémol est que, seul, le matériau n’est pas assez solide : la résistance à la traction même pour l’alliage Duralumin est de 500 MPa, et sa dureté Brinell HB est de 20 kgf/mm2.
Une solution à ce problème est donc de « doubler la résistance des composites obtenus par impression 3D à partir de poudre d’aluminium, et de faire progresser les caractéristiques de ces produits vers la qualité des alliages de titane : la résistance du titane est environ six fois supérieure à celle de l’aluminium, mais la densité du titane est 1,7 fois supérieure ».
La solution sur la méthode utilisée pour renforcer l’impression 3D sur aluminium a été proposée par l’équipe de recherche dirigée par le professeur Alexander Gromov du département NUST MISISIS pour les métaux non ferreux et l’or.
« Nous avons développé une technologie pour renforcer les composites aluminium-matrice obtenus par impression 3D, et nous avons obtenu des précurseurs-modificateurs innovants en brûlant des poudres d’aluminium. Les produits de combustion – nitrures et oxydes d’aluminium – sont spécialement préparés pour le frittage de surfaces ramifiées avec formation de nanocouches de transition entre les particules. Ce sont les propriétés et la structure particulières de la surface qui permettent aux particules d’être solidement fixées à la matrice d’aluminium et, par conséquent, de [doubler] la résistance des composites obtenus », explique Alexander Gromov, chef du groupe de recherche.
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