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Le Cuivre : 6ème métal disponible sur la Metal X

Écrit par Matthieu le 13 février 2020
Matthieu

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

Après l'Inconel 625 ouvrant de nouvelles applications aux industriels, c'est maintenant au Cuivre d'être disponible sur la Metal X.

Le cuivre vient étendre le champs des applications disponibles sur la Metal X de Markforged principalement grâce à son excellente conductivité thermique et électrique.

Dans cet article nous allons voir ensemble les spécificités techniques du cuivre mais aussi définir dans quels domaines d'activité des pièces imprimées en cuivre apportent de la valeur ajoutée.


Qu'est-ce que le Cuivre ?

 

piece cuivre metal X

 

Le cuivre est un métal tendre et ductile qui possède une conductivité thermique et électrique élevée. Nous retrouvons du cuivre partout dans notre quotidien en allant des ustensiles de cuisine, aux ordinateurs mais aussi sur le toit des maisons.

Parmi les métaux non précieux, le cuivre possède la meilleure connectivité électrique et thermique. Le matériau est très exploité dans les télécommunications, le secteur du transport mais aussi dans celui de l'énergie.

 

Propriétés techniques du cuivre

Pour le cuivre, ce ne sont pas les traditionnels "Résistance à la traction", "Dureté", ... qui vont nous intéresser. Pour le cuivre, on va principalement s'intéresser à la conductivité électrique et thermique.

 

Pour avoir plus de détails sur les propriétés techniques du matériau, je vous invite à consulter sa fiche technique.

imprimante 3D cuivre

 

 

Pourquoi imprimer le cuivre avec la Metal X ?

 

Grâce à ses caractéristiques techniques, le cuivre intéresse fortement des domaines comme l'automobile, l'électronique industriel ou la fabrication générale. En automobile on va utiliser le cuivre pour le soudage des feuilles de métaux entre elles. Le cuivre est très intéressant pour les transferts de chaleur et d'électricité.

 

Afin de tirer profit de ces caractéristiques, on peut imaginer imprimer des applications comme des bras de soudage, des dissipateurs de chaleur ou des connecteurs électriques.

 

Quels problèmes rencontre-t-on avec le cuivre aujourd'hui ?

 

  • Le cuivre est compliqué à usiner à cause de la dureté du matériau. Il est considéré comme tendre donc difficile à usiner avec des machines industrielles.
  • Le brasage du cuivre est une opération manuelle avec des résultats variables.
  • L'impression 3D du cuivre est très limitée avec les technologies actuelles.

 

Quels sont les avantages d'imprimer le cuivre comparé aux méthodes traditionnelles ?

 

  • Imprimer le cuivre est plus simple que de l'usiner. Le cuivre étant un métal considéré comme "fragile", cela complique la manipulation du matériau en usinage.
  • Comparé au brasage, le résultat sera beaucoup plus fiable et régulier grâce à l'impression 3D.
  • L'impression 3D permet de simplifier la ligne de production grâce à la maîtrise du processus de fabrication en interne.
  • L'impression 3D offre plus de liberté en terme de design.

 

Quels sont les avantages d'imprimer le cuivre comparé aux autres technologies de fabrication additive ?

  • La fabrication de pièces en cuivre en FDM (via la Metal X) développe une meilleure conductivité que le cuivre en DMLS ou SLM. Après des tests, les pièces imprimées en Cuivre par la Metal X développe une conductivité électrique de 84% IACS. Plus d'informations sur la fiche technique du Cuivre.
  • Outre la solution complète de la Metal X, imprimer le cuivre en dépôt de fil ne nécessite pas d'équipement supplémentaire. La Metal X ne nécessite pas de zone ATEX, ce qui représente un gros avantage en terme d'équipement et de processus de sécurité.

 

Metal X 3D Natives - Neofab-2

 

 

Exemples d'applications imprimables en cuivre par la Metal X

 

application cuivre metal X

(à droite le manche à souder imprimé avec la Metal X et à gauche le même manche usiné)

 

Un client possédant une renommé internationale dans le domaine de l'automobile a réalisé des test sur l'impression du cuivre via ce manche à souder.

 

Le résultat est simple :

  • Le temps de fabrication des pièces a été divisé par 12 grâce à la Metal X
  • Le coût de la pièce a été divisé par 6 suite à ce nouveau procédé de fabrication
  • Le client n'a plus besoin de stocker plusieurs designs de manche (30 à 40 en inventaire avant la Metal X) pour répondre aux besoins, il peut les imprimer directement dès que le besoin se présente. Le client estime à 200 000$ /an les économies faites sur les coûts de stockage/inventaire.

 

 

Pour résumer, imprimer le cuivre en utilisant la Metal X de Markforged ouvre de nouvelles applications pour les industriels. Le cuivre sera privilégié lorsqu'un besoin de conductivité thermique ou électrique se présente.

La Metal X permet d'imprimer des formes plus complexes et évite aux industriels de manipuler ce métal relativement fragile.

 

Une chose est sûre, avec le cuivre Markforged est à son 6ème matériaux développé et optimisé pour son imprimante phare, la Metal X.

De nouveaux matériaux sont toujours en développement et devrait arriver rapidement dans la boutique Markforged, abonnez-vous à l'actualité de Neofab pour être au courant des nouveautés de nos plus grandes marques.

 

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