Trouver la méthode de traitement de surface idéale pour les composants imprimés en 3D, le talon d’Achille des opérateurs

Une récente conversation avec le CEO de GE Additive, Jason Oliver, a souligné que l’industrie des outils et matrices adoptait de plus en plus la fabrication additive, car le secteur peut économiser des millions d’euros grâce aux applications développées avec la FA. Cependant, l’utilisation de la FA dans ce secteur s’accompagne d’une série de défis techniques liés aux canaux de refroidissement dans les applications.

En effet, les fluctuations de température pendant la phase de refroidissement augmentent le risque de déformation des pièces. Sans compter que, puisque le système de refroidissement suit les contours de la pièce produite, les temps de refroidissement peuvent être considérablement réduits.

Une pièce produite avec la technologie de fusion laser sélective peut par exemple conserver de la poudre qui a un impact négatif sur la fonctionnalité de la pièce, entraînant ainsi une réduction des débits en raison d’une friction élevée, de turbulences, d’une perte de pression dans le système et de particules libres qui peuvent endommager d’autres équipements.

Un processus de finition est donc crucial pour obtenir la pièce fonctionnelle souhaitée, mais comment choisir entre les différents produits disponibles sur le marché ?

AM Solutions, la marque de FA de Rösler, a mené une étude avec les départements d’ingénierie mécanique et chimique du Politecnico Milano (Italie) pour découvrir l’impact des méthodes de traitement de surface sur les pièces fabriquées. Lancée l’année dernière, AM Solutions regroupe toutes les activités de Rösler concernant la fabrication additive.

Des méthodes telles que la finition en masse, le grenaillage et la finition en masse avec support chimique ont été analysées.

Un choix critique pour les opérateurs

Pour réaliser l’étude, des pièces de formes différentes et des passages internes de diamètres différents (3, 5, 7,5 et 10 mm) ont été testés.

Étonnamment, les résultats ont révélé que les trois systèmes de traitement de surface donnent des résultats similaires, mais que la finition de masse à support chimique semble donner les meilleurs résultats.

En effet, avec le finissage de masse, les opérateurs peuvent lisser les surfaces externes et internes des composants fabriqués par FA alors que le finissage de masse et le grenaillage conventionnels permettent de supprimer systématiquement les pics de rugosité pour produire des profils de rugosité de surface similaires.

En parlant de finition de masse, l’entreprise explique que « pendant le processus de finition, les pièces sont immergées dans un bol de travail circulaire rempli de médias de traitement spéciaux. De plus, des composés spéciaux sont ajoutés au cours du processus. La vibration du bol de travail provoque un mouvement de spirale entre le média et les pièces. Le « frottement » constant du média contre les pièces produit un effet de broyage et de lissage qui permet d’obtenir la qualité de surface souhaitée ». 

Selon les experts, cette méthode de traitement est particulièrement bien placée pour produire un effet de lissage sur les zones de canal de la surface interne sans affecter la géométrie du canal.

Cependant, avec des valeurs Ra de 0,7 µm, la technique de finition de masse à support chimique permet d’obtenir les valeurs de rugosité de surface les plus faibles dans le temps de cycle le plus court. L’étude a révélé que les valeurs finales de rugosité restent les mêmes que dans les passages internes verticaux et horizontaux.

Et maintenant ?

AM Solutions poursuit le développement de son système M3. Conçu pour le traitement des passages internes, la société se concentrera davantage sur l’automatisation de la finition cohérente des composants imprimés en 3D.

Ce n’est pas une surprise car l’automatisation permettra non seulement d’accélérer cette étape de la fabrication, mais en supprimant le travail manuel, elle protégera également davantage les opérateurs des risques liés à la manipulation des poudres.

 Pour l’instant, le chargement et le déchargement des pièces peuvent déjà être automatisés à l’aide d’un robot, ce qui constitue déjà un grand avantage pour les opérateurs qui avaient auparavant du mal à traiter les canaux internes des pièces imprimées 3D.

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