Vous vous souvenez de la fabrication de métaux par lithographie ? Il s’agit du processus de fabrication additive qui transforme les fichiers 3D en prototypes et en production à petite échelle de composants en qualité MIM (moulage par injection de métal). Jusqu’à présent, ce processus de fabrication est connu comme un candidat à la production pour des applications dans l’industrie spatiale et celle de la recherche.
Le développeur de cette technologie, Incus GmbH, et Element22 GmbH, un développeur et fabricant de pièces en titane, ont travaillé ensemble sur la production de boîtiers de montres intelligentes personnalisées en titane6Al4V (Ti64).
Complexités au niveau de la fabrication
Incus a imprimé les pièces en 3D, Element22 les a frittées et finies. Selon Incus, l’un des avantages de la LMM est qu’elle peut fournir des pièces typiquement autour de 13MPa dans une configuration de pliage à 3 points. Le processus de fabrication permet une manipulation automatisée pendant l’extraction ou le dépoudrage, et le placement des pièces imprimées vertes sur le plateau de frittage.
Le traitement du Ti64 dans des processus de fabrication additive (FA) à base de liant ou de frittage, dans une telle application, représentait un véritable défi. Le matériau était composé d’un liant et d’une poudre de Ti64 de qualité MIM (moulage par injection de métal) à une teneur en solides de 55 %.
Lors du déliantage et du frittage, le liant est décomposé thermiquement, ne laissant que la poudre de métal. Une teneur en solides de plus de 50 % est généralement nécessaire pour obtenir des pièces denses et mécaniquement fonctionnelles, ce qui permet de fritter les matériaux solides finaux avec des densités théoriques supérieures à 99 %. Le procédé LMM permet d’obtenir un état de surface de 2 µm Ra (tel que fritté) et une résolution de 35 µm, explique Incus.
Le premier lot de boîtiers de montres intelligentes révèle comment le Ti64 offre une grande résistance à la traction, à la corrosion et à la biocompatibilité. La capacité du matériau à répondre aux normes ASTM F2885-17 pour les applications d’implants médicaux le rend également adapté à d’autres applications dans les secteurs de l’aérospatiale, de la défense, de l’automobile, ainsi que du pétrole et du gaz.
En termes de quantité de production, l’imprimante 3D HammerPro40 utilisée pour la production peut fabriquer jusqu’à 16 boîtiers de montre en moins de 2,5 heures. Cela signifie que la capacité de production annuelle peut atteindre environ 35 000 pièces, ce qui fait de cette imprimante 3D un candidat intéressant pour la production en série.
Gerald Mitteramskogler, CEO d’Incus, affirme : “La HammerPro40 démontre notre capacité à égaler, voire à surpasser les économies de production des centres de fraisage classiques. Notre technologie LMM a prouvé sa capacité à faire correspondre la taille et la fonction voulues sans qu’il soit nécessaire de procéder à des finitions ou à des usinages de surface importants.” “Avec un boîtier de smartwatch entièrement personnalisé, nous pouvons atteindre une structure de coûts compétitive par rapport aux technologies de fabrication traditionnelles, en particulier lorsque les conceptions ne peuvent plus être réalisées avec le MIM ou la CNC”, ajoute-t-il.
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