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Markforged a annoncé le lancement de sa Metal X il y a un an et demi (Janvier 2017), et le moins que l'on puisse dire c'est que Markforged est restée assez discret sur le fonctionnement de leur machine.

Cet article explique comment fonctionne la solution d'impression métal développée par Markforged. Et plus précisément, le procédé ADAM. La solution, composée de 3 éléments différents  (Metal X, Machine de déliantage et Four de frittage), suit un procédé assez précis que nous vous détaillons ici.

 

Procédé ADAM

 

Markforged a développé et breveté le procédé ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing). Ce procédé fonctionne en 4 étapes afin d'avoir la pièce métal finie.

 

Cette image résume bien le procédé ADAM. Composé de la phase de design et d'impression, jusqu'ici rien de particulier. Il faut ensuite passer les pièces imprimées dans la machine de déliantage (Wash) et le four de frittage (Sinter). Ces deux étapes sont essentielles afin d'obtenir une pièce avec 97% de densité métallique.

 

Procédé ADAMLa pièce de la phase de Design et la pièce finie sont 20 % plus petites que les pièces lors du procédé de fabrication.

 

cas client black et decker 

 

La phase d'impression 3D métal

 

impression 3D metal - Pièce verte

Vue microscopique de ce à quoi ressemblerait une pièce imprimée avec la Metal X

 

La Metal X imprime la pièce avec du filament chargé en poudre de métal et du liant. Le liant est composé de deux matériaux différents : du plastique et de la cire (wax). Le résultat de cette impression est appelé "pièce verte".

 

La phase de déliantage

 

imprimante 3D metal - Pièce marron

La machine de déliantage retire ensuite la majorité de la cire se trouvant sur la pièce verte grâce à un liquide spéciale. Le reste de cire est transformé en solution semi-poreuse qui sera brûlée à l'étape suivante. Le résultat de cette étape de déliantage est appelé la "pièce marron".

 

La phase de frittage

 

impression 3D metal - Pièce pendant frittage

impression 3D metal - Pièce après frittage

Le four de frittage va cuire la pièce marron afin de brûler la partie plastique du liant et supprimer le reste de cire. Le frittage va également connecter les particules métalliques entre elles, c'est cette étape qui rétrécit la pièce pour qu'elle retrouve la même taille que lors de sa conception.

Ce principe est basé sur la technologie MIM (Metal Injection Molding) ce qui rend tout le procédé fiable et fortement reproductible.

 

Comprendre les différences d'échelle pendant l'impression métal.

 

Echelle impression

Lorsque le fichier STL est importé dans Eiger, le logiciel d'impression développé par Markforged, la pièce gagne 20% en volume. Ceci est automatiquement calculé par Eiger pour compenser la phase de frittage où la pièce rétrécit de 20 %. La pièce finie en métal est donc de la même taille que la pièce conçue à l'origine.

 

Fonctionnement du support pour la Metal X

 fonctionnement support metal X-1

 

Cette image explique bien le fonctionnement du support pour la Metal X. La céramique est utilisée pour lier la partie support et la pièce finale. Après la phase de frittage, il suffit de taper un petit coup sur la partie métal servant de support, la céramique liant les deux parties est facilement cassable et facilite le retrait du support.

Le support est imprimé en métal pour des raisons de retrait. Avec un support imprimé dans un matériau différent cela poserait des problèmes lors de la phase de frittage. En effet, avoir deux matériaux qui rétrécissent à un rythme différent donnerait de mauvais résultats d'impression.

A noter : le fait d'imprimer du support ralenti l'impression et l'étape de déliantage. Nous avons rédigé un guide de conception pour le Metal X afin d'avoir accès aux meilleures techniques pour limiter l'utilisation de support.

 Bannière design guide metal

 

Tags: Imprimante Métal, Impression métal, Métal X, Impression 3D Métal, Eiger, Markforged

Matthieu

Matthieu

Matthieu est expert impression 3D chez Neofab et également rédacteur d'articles techniques pour notre blog ou il livre les conseils et guides pour appréhender les technologies d'impression 3D.

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