Soudage laser des impressions 3D

Impression 3D titane + soudage au laser

Fabrication additive en métal

Personne ne niera que l’impression 3D sur métal est une technique de production très innovante. Cependant, chaque technologie a des avantages mais aussi des limites. L’une des limites de l’impression 3D métal est une table d’impression limitée en taille. Les dimensions moyennes d’un lit d’imprimante 3D métal sont d’environ 250 mm x 250 mm x 400 mm.

 

Combinaison impression 3D titane et soudage laser

Par souder au laser des pièces imprimées en métal 3D, il est possible de fabriquer des pièces plus grandes. Pour ce processus, on utilise généralement des alliages de titane, car le titane est excellent soudable. De plus, titane a également un faible poids spécifique et le matériau est résistant à la corrosion.

 

Quand utiliser
Quand choisir pour une combinaison d’impression 3D titane et de soudage laser?

  • Si le composant souhaité est plus grand que le lit de construction de l’imprimante 3D
  • Lorsque des pièces imprimées sont combinées avec d’autres pièces métalliques (par exemple, des pièces produites de manière conventionnelle)
  • Lorsqu’il n’est pas possible d’imprimer le composant en une seule fois
    • Un composant avec différentes connexions ou fonctionnalités ne peut pas toujours être imprimé en une seule fois. Des choses telles que la direction d’impression, l’accessibilité pour la finition, des structures de support… doivent être pris en compte.

 

Projet de recherche ESA

En raison du caractère innovant de cette méthode de production hybride, Raytech a été invité à poursuivre le développement du procédé dans le cadre d’un projet de recherche. A cette fin, Raytech a collaboré avec d’autres partenaires de production et de recherche (Sirris, ESA, Verhaert, Deforche…). D’excellents résultats ont été obtenus grâce aux connaissances combinées des partenaires.

 

Points d’attention et facteurs d’influence

Des paramètres de soudage doivent être adjustés lors du soudage au laser de pièces imprimées en 3D. Le réglage correct de puissance, longueur d’impulsion, fréquence et vitesse de soudage est la première étape pour obtenir une soudure solide, résistante à la pression et aux gaz. La quantité d’énergie est déterminée par l’interaction de la puissance et de la longueur d’impulsion, tandis que le chevauchement de soudage est déterminé par la fréquence et la vitesse de soudage.

Remarques:

  • Les zones de soudure doivent être finement finies
    • Le soudage au laser est effectué sans matériau d’apport, il est donc important d’avoir un excellent contact entre les pièces à souder. Il ne doit pas y avoir d’espace d’air entre les pièces. Comme les pièces métalliques imprimées en 3D présentent encore quelques irrégularités après l’impression, les pièces doivent être finement usinées avant d’être soudées. Par grenaillage ou par usinage CNC.
  • Porosité
    • Par la fusion de poudre de métal (petites sphères microscopiquement irrégulières), une structure complètement massive est crée. Donc la densité d’une pièce imprimée en titane est comparable à 99,9% à une pièce conventionnelle. Néanmoins, la rugosité et la porosité peuvent apparaître sur les bords du composant. Cela peut s’expliquer par l’irrégularité du bain de fusion de poudre d’impression. Ceci est inhérent au processus d’impression 3D métal selon la méthode DMLS. Finition est donc nécessaire.
  • But ou lap joints?
  • Soudage continu ou pulsé?
  • Gaz de protection?

 

Plus d’informations sur le (micro) soudage laser des impressions 3D peuvent être obtenues en contactant M. Mestdagh. Adresse email: hendrik.mestdagh@raytech.be