Que révèle l’interaction des gaz sur un alliage d’aluminium imprimé en 3D ? EOS et Linde en disent plus.

Dans le cadre d’une étude de recherche, la société de gaz industriels Linde et le fournisseur d’impression 3D industrielle EOS s’associent pour évaluer l’influence de l’oxygène dans la chambre du processus d’impression et son effet sur les propriétés critiques de l’alliage d’aluminium AlSi10Mg.

L’étude a été menée l’année dernière et semble essentielle pour faire progresser l’impression optimale, répétable et fiable de cet alliage largement utilisé.

Le système de précision ADDvance® O2 de Linde joue un rôle clé dans cette recherche. Pour rappel, le système « fournit une analyse continue de l’atmosphère gazeuse, détectant les niveaux d’oxygène avec une grande précision sans sensibilité croisée. Reconnaissant des concentrations d’O2 aussi faibles que 10 parties par million (ppm), l’unité déclenche automatiquement un processus de purge pour maintenir l’atmosphère aussi pure que nécessaire. »

La société explique que le processus de construction DMLS® exclusif d’EOS se déroule généralement sous une atmosphère d’argon ou d’azote, établie par la purge d’un gaz de haute pureté dans la chambre de construction qui remplace ensuite le rapport relatif de l’air ambiant jusqu’à atteindre une concentration d’oxygène inférieure à 1000 ppm.

Même après la purge la plus rigoureuse de l’atmosphère de la chambre d’impression, il est possible que des impuretés mineures restent présentes. Des variations extrêmement faibles des niveaux d’oxygène peuvent avoir un impact sur les propriétés mécaniques des alliages sensibles à l’oxygène – y compris le vieillissement de la poudre métallique induit par le processus. Dans le cadre de l’enquête Linde-EOS sur l’interaction des gaz avec la poudre d’aluminium EOS AlSi10Mg, la précision d’ADDvance O2 a été sélectionnée pour fournir une analyse continue de l’atmosphère gazeuse. Reconnaissant des concentrations d’O2 aussi basses que 10 ppm, ADDvance O2 precision initie un processus de purge automatique pour maintenir des conditions atmosphériques optimales.

En quoi consiste l’étude ?

21 travaux de fabrication ont été effectués sur le système EOS M 290, avec des concentrations d’oxygène résiduel variables dans l’atmosphère du gaz de traitement – allant de 1000 ppm à 5000 ppm. Trois sondes d’oxygène ont été placées à différents endroits dans la chambre : une sur le dessus de la chambre de traitement, une dans le système de filtre de recirculation, et une dans le système ADDvance O2 precision qui était le plus proche du lit de poudre et qui a été calibré à un niveau d’oxygène de 500 ppm pour garantir une mesure précise.

L’ADDvance O2 precision a été initialement réglé sur le mode analyse qui suivait uniquement le niveau d’oxygène, puis sur le mode contrôle en prenant en charge la régulation du niveau d’oxygène dans le gaz de procédé.

Pour établir un point de référence, les trois premiers travaux de construction ont été entrepris dans les conditions standard d’EOS (niveaux d’oxygène inférieurs à 1000 ppm). Grâce au capteur très précis de l’ADDvance O2 precision, des mesures plus exactes ont pu être effectuées, les écarts entre ce capteur et les capteurs de l’EOS M 290 étant ensuite cartographiés.

Outre l’amélioration de la précision des relevés du niveau d’oxygène, lorsque l’ADDvance O2 precision a été réglé en mode de contrôle pour réguler l’atmosphère, il a permis d’obtenir des niveaux d’oxygène beaucoup plus cohérents.

« Pour EOS, une atmosphère gazeuse cohérente et fiable, ainsi que la précision des relevés d’oxygène gazeux, est vitale pour nous car elle est vitale pour nos clients », a déclaré le Dr Astrid Rota, responsable de la technologie des procédés métalliques chez EOS. « Certaines industries exigent non seulement les systèmes d’impression les plus avancés générant la meilleure qualité de matériau, mais doivent également enregistrer des données très détaillées, et c’est là que la précision d’ADDvance O2 est vraiment performante. »

Au terme de l’étude, les résultats suivants ont été confirmés :

  • L’EOS M 290 avec la poudre EOS Aluminium AlSi10Mg et les paramètres du processus permettent d’obtenir une pièce finale de haute qualité et reproductible.
  • Une teneur en oxygène inférieure à 1000 ppm doit être maintenue pendant le traitement afin d’éviter l’augmentation du nombre et de la taille des pores et de garantir une densité élevée de la pièce et les propriétés mécaniques requises.
  • Le vieillissement de la poudre est réduit en maintenant le niveau d’O2 en dessous de 1000 ppm, ce qui permet une réutilisation plus fréquente de la poudre.
  • La position du capteur d’oxygène influence la mesure, un capteur placé près du lit de poudre donnant une mesure optimale.

N’oubliez pas que vous pouvez poster gratuitement les offres d’emploi de l’industrie de la FA sur 3D ADEPT Media ou rechercher un emploi via notre tableau d’offres d’emploi. N’hésitez pas à nous suivre sur nos réseaux sociaux et à vous inscrire à notre newsletter hebdomadaire : FacebookTwitterLinkedIn & Instagram !