La Forge1 de Raise3D est une imprimante 3D métal professionnelle grand format. Elle fait partie de la solution MetalFuse de la même entreprise, qui comprend l’imprimante (9 500 €), le module de déliantage D200-E et le four de frittage sous vide S200-C, qui peut atteindre les 1 500 °C.

Le système MetalFuse imprime avec le filament en acier inoxydable Ultrafuse de Forward AM (BASF), comme les imprimantes FDM de bureau mentionnées ci-dessus, mais Raise3D est la première entreprise à proposer une solution complète en trois modules, afin que vous n’ayez pas à envoyer vos pièces à un fournisseur tiers pour le post-traitement.

Raise3D affirme pouvoir offrir un flux de travail rationalisé pour produire en interne des pièces métalliques, processus qui comprend également un logiciel prenant automatiquement en compte le rétrécissement de l’impression, de sorte que la taille finale est toujours correcte, même après le déliantage et le frittage.

L’imprimante Forge1 est équipée d’un double extrudeur, d’un système de nivellement automatique du plateau, d’un capteur de fin de filament et d’un filtre HEPA au charbon actif.

Le double extrudeur est très pratique pour imprimer avec la couche de support Ultrafuse de BASF (« BASF Ultrafuse Support Layer »), actuellement uniquement disponible en Europe, un matériau en oxyde d’aluminium utilisé pour « isoler » les couches. En d’autres termes, il s’agit de créer une couche de séparation facilement détachable entre le support et les impressions après le frittage.

Raise3D destine la Forge1 à la production à petite échelle de pièces métalliques à usage final. Les pièces métalliques obtenues sont constituées à 97 % de métal dense. La société a récemment annoncé un nouveau service qui permet aux propriétaires de la Forge1 de faire valider et d’optimiser la conception de leur modèle 3D afin d’obtenir les meilleurs résultats d’impression et de post-traitement possibles.

L’inox Ultrafuse 316L de BASF coûte environ 475 € pour une bobine de 3 000 grammes, tandis que l’acier inoxydable 17-4 PH est un peu moins cher.

One Click Metal est une filiale du célèbre fabricant d’imprimantes Trumpf, dont l’objectif est de produire des systèmes d’impression 3D métal abordables et faciles à utiliser, la solution parfaite pour les entreprises qui découvrent le procédé de fusion laser sur lit de poudre (LPBF). La Mprint+ de One Click Metal fonctionne avec des cartouches, ce qui permet d’éviter de manipuler directement la poudre métallique. Elle a aussi été conçue pour être déployée plus facilement en termes d’accessoires et d’espace.

Elle affiche un volume d’impression de 150 x 150 x 150 mm et est livrée avec le logiciel Mprep. Notez qu’elle fonctionne en association avec la MPure, la station de dépoudrage 3 en 1 de la société, qui dépoudre le composant, tamise la poudre et restitue de la poudre recyclée qu’il est possible de réutiliser. Le système de cartouches de l’imprimante et de la station de dépoudrage assure une manipulation facile, sûre, et très limitée de la poudre. Un branchement est prévu sur le côté pour y relier un aspirateur, ce qui vous permettra d’éliminer efficacement l’excès de poudre de la chambre de dépoudrage. L’imprimante et la station de dépoudrage sont vendues ensemble dans un package appelé Boldseries.

L’imprimante MPrint+ est dotée d’un laser à fibre de 200 watts générant un spot de 45 microns. Cette solution métal abordable est également relativement rapide, avec une vitesse de balayage pouvant atteindre les 3 000 mm/s.

La société américaine Xact Metal propose trois imprimantes 3D à fusion laser sur lit de poudre, dont la dernière, la XM300G, vient d’être annoncée en septembre et devrait être livrée à partir de 2023.

La XM200G intègre un système de galvanomètre haute performance pour déplacer le faisceau laser sur le lit de poudre. Cette configuration permet d’imprimer plus rapidement et de prendre en charge plusieurs lasers, d’après l’entreprise.L’imprimante peut en effet utiliser deux lasers simultanément avec soit une zone de travail se chevauchant à 100 % avec un spot de 100 µm, soit une zone de travail se chevauchant à 66 % avec un spot de 50 µm. Ce système à plusieurs lasers permet d’augmenter encore plus les vitesses d’impression.

En outre, la XM200G est destinée aux entreprises qui commencent tout juste à se lancer dans l’impression 3D métal pour diverses applications, notamment le développement de produits et la fabrication d’outils. Il s’agit d’une machine hautement configurable, qui peut ainsi répondre aux besoins de différentes applications. Vous pouvez par exemple choisir entre des lasers à fibre de 100, 200 ou 400 watts. Pour limiter les coûts, certaines fonctionnalités sont en option, comme la boîte à gants qui permet de manipuler la poudre plus facilement, ou les capteurs supplémentaires pour contrôler la fabrication.

Il est possible d’obtenir des résultats très détaillés grâce à la plage de spot laser de la machine (50 ou 100 μm) et une épaisseur de couche minimale qui peut aller jusqu’à 20 microns.

Avec son volume d’impression de 150 x 150 x 150 mm, la XM200G est relativement petite, mais la nouvelle XM300G est beaucoup grande (300 x 300 x 300 mm) et dispose de lasers à fibre plus puissants de 400 ou 700 W.

Bien qu’elle sorte à peine de sa phase de développement, la Conflux 1 de Rapidia est trop intéressante pour ne pas être mentionnée ici. En fait de filament, elle utilise une pâte à base d’eau incrustée de poudres métalliques ou céramiques. L’avantage, c’est qu’il n’est pas nécessaire de délianter les pièces avant le frittage.

Facile à utiliser et conçue pour des environnements de bureau, la Conflux 1 est proposée avec son module de frittage et un logiciel. Techniquement, il ne s’agit pas d’une imprimante FDM, car elle ne fonctionne pas avec du filament, mais sa technologie est tout de même basée sur l’extrusion.La pâte de métal remplace 98 % du plastique liant par de l’eau, qui s’évapore lors de l’impression. D’après ses propres dires, Rapidia élimine l’étape de déliantage et accélère les délais de livraison des pièces finales en permettant un simple frittage du jour au lendemain.

L’imprimante Conflux 1 est associée à un four de frittage sous vide, et une nouvelle version mise à niveau devrait bientôt voir le jour. Pour réduire davantage les coûts, le four Conflux 1 fritte certains métaux courants, tels que le 316L, dans un gaz Argon standard. Grâce à ses parois chaudes, il est également beaucoup plus économe en énergie que les fours de frittage classiques, indique l’entreprise, puisqu’il ne consomme que 62 kWh par cycle de frittage. Il faut savoir qu’après le métal, le gaz est le deuxième poste de dépense le plus important pour les systèmes qui nécessitent un frittage en post-traitement.

Les matériaux actuels comprennent l’acier inoxydable 316L, l’acier inoxydable 17-4PH et l’Inconel 625. Selon l’entreprise, d’autres matériaux sont en développement : l’acier à outils D2, le cuivre, le carbure de tungstène cémenté et le titane.

Plutôt compacte (c’est le plus petit système d’impression 3D métal de cette liste) et dotée d’un slicer proposant des fonctions de gestion de l’impression, la Markforged Metal X se veut une machine facile à utiliser. Sa promesse : passer de la conception à la pièce métallique finale entièrement fonctionnelle en seulement 48 heures.

Du métal pour les masses

Markforged Metal X – Zoom sur l’imprimante 3D métal

Le procédé d’impression 3D métal utilisé par la Markforged Metal X, appelé fabrication additive par diffusion atomique (ADAM), consiste à utiliser une tige composée de poudre métallique mêlée à un liant, logée dans un filament en plastique. Les pièces obtenues doivent ensuite passer par des étapes de déliantage et de frittage, assurées par des modules distincts.

L’imprimante elle-même (environ 94 300 €) et les deux modules de post-traitement constituent ainsi le système complet de la Metal X. Au total, vous en aurez donc pour environ 151 500 € (support après-vente de 3 ans compris).

La matière première métallique principale est utilisée pour créer les supports. Une fine couche de céramique est imprimée entre les supports et la pièce afin de pouvoir retirer les supports facilement après le frittage. La Metal X peut imprimer des pièces à partir de filaments propriétaires en acier inoxydable PH 17-4, en cuivre, en acier à outils H13, en Inconel 625, en acier à outils A2 et D2.

Le Studio System 2 extrude un filament métallique (sous forme de tige) pour créer les formes souhaitées (tout comme le système de Markforged, d’ailleurs), mais avec une importante différence : les impressions du Studio System réalisées avec de l’acier inoxydable 316L passent directement de l’impression au frittage sans avoir à délier le plastique maintenant le métal sous forme de tige. Elles peuvent être transférées directement dans le four, qui chauffera d’abord les pièeces pour enlever tous les liants puis augmentera la température jusqu’à s’approcher du point de fusion pour le frittage.

Desktop Metal propose également une technologie de structures de supports séparables qui génère automatiquement une interface entre les supports et la pièce. Cette interface, ou point de contact, est imprimée avec un matériau céramique reformulé, ce qui permet aux supports d’être enlevés manuellement.

L'impression 3D métal, rendue accessible

Desktop Metal Studio System: Review the Specs

Fabricate, le logiciel propriétaire de la marque, facilite le processus d’impression de pièces métalliques en automatisant une grande partie de l’aspect métallurgie, comme la mise à l’échelle automatique de votre pièce (pour tenir compte du rétrécissement dû au frittage), son orientation pour une impression et un frittage optimaux, et la génération des supports. Pour profiter de ces avantages, il vous suffit de charger votre modèle dans le logiciel et de suivre les indications fournies par l’interface, étape par étape.

Le Studio System 2 est par ailleurs compatibles avec des matériaux propriétaires tels que l’acier à outils H13 et D2, l’acier inoxydable 17-4 PH, l’acier doux 4140, le cuivre et le titane Ti64. Notez cependant que certains de ces métaux requièrent une station de déliantage supplémentaire. Actuellement, seuls l’acier inoxydable 17-4 PH et 316L, acier doux 4140 et l’acier à outils D2 peuvent passer directement de l’impression au frittage.

Le Studio+ de Desktop Metal est disponible pour environ 105 000 € pour le système complet, four compris.

La société Eplus3D propose désormais 12 machines industrielles de fusion sur lit de poudre métallique. On en vient à questionner la pertinence d’une offre aussi large (a-t-on besoin d’autant d’options ?). Les machines de l’entreprise se déclinent en une liste vertigineuse de volumes d’impression et de nombres de lasers. La dernière-née, l’EP-M400, a été lancée en avril et peut être configurée avec un, deux ou quatre lasers dans un volume d’impression de 405 x 405 x 450 mm.

La plus petite option métal d’Eplus3D est sa EP-M150 LBPF, conçue pour la fabrication en série de pièces dentaires, d’implants médicaux et pour la recherche sur les matériaux. La plus grande machine de la société, avec un volume d’impression de 1 558 x 1 558 x 1 100 mm, est l’EP-M1550.

Selon Eplus3D, l’EP-M150 est peu coûteuse à utiliser, une caractéristique à laquelle on ne pense pas souvent avant d’acheter, mais qui peut avoir une incidence considérable en bout de ligne. La machine est dotée d’un système d’alimentation en poudre et de tamisage qui permet une optimisation de l’utilisation des matériaux et une faible consommation de gaz (0,8 l/min), ainsi qu’une chambre hermétiquement fermée qui réduit les fuites de gaz. L’appareil est également doté d’une interface utilisateur claire et de différentes technologies de sécurité pour les industries spécialisées.

Eplus3D dispose également d’une équipe de conseillers techniques pour vous aider à choisir la bonne solution ou à opter pour une de leurs options de fabrication additive sous contrat. Ils pourront aussi vous aider à déterminer comment utiliser la fabrication additive avancée pour développer des modèles commerciaux totalement inédits, améliorer l’efficacité de vos productions existantes, et surtout pour innover.

Kurtz Ersa, géant allemand de la technologie et fabricant de machines, s’est lancé sur le marché de l’impression 3D en 2021 avec l’Alpha 140. L’objectif était de proposer une imprimante métal d’entrée de gamme, simple d’utilisation et peu coûteuse à destination des petites et moyennes entreprises.

Grâce à son système de périmètre ouvert, vous pouvez développer vos propres processus en ajustant le slicer en fonction de vos besoins spécifiques. La machine est équipée d’un laser à diode couplé à une fibre de 200 W au diamètre de focalisation de 110 microns pour les détails fins et les parois de faible épaisseur.

L’Alpha affiche un faible encombrement, ce qui permet de produire des pièces en acier inoxydable, en acier à outils et en alliages à base de nickel, quelle que soit la taille de votre atelier. D’après Kurtz Ersa, l’imprimante peut atteindre des résistances comparables à celles de machines LPBF plus grandes pour les pièces métalliques, dont la densité peut aller jusqu’à 99,9 %.

Vous pouvez aussi choisir d’utiliser un flux de gaz de protection laminaire pour créer des conditions plus optimales pour le processus de soudage inerte, tout en protégeant l’optique du laser. Il existe également un logiciel propriétaire, LMI SliceAM, qui s’intègre aux programmes de CAO Autodesk Fusion 360 et Autodesk Netfabb.

Là où le Studio System 2 de Desktop Metal offre un moyen efficace d’obtenir des pièces métalliques uniques et de l’outillage sur mesure, le Shop System permet quant à lui de passer à la vitesse supérieure. En remplaçant le dépôt de métal lié par la technologie de projection de liant, cette solution offre un débit plus rapide, le tout sous une forme adaptée aux ateliers de taille modeste.

Se destinant principalement aux ateliers d’usinage, le Shop System se décline en diverses configurations, avec une capacité pouvant aller jusqu’à 12 litres. Il est par ailleurs possible de produire différentes séries de pièces en un seul cycle d’impression, sans outillage, ce qui permet d’obtenir le volume total de pièces voulu au cours d’une même journée.

Le Shop System repose sur la technologie de projection de liant développée par Desktop Metal : 70 000 buses permettent de déposer en un seul passage des gouttelettes de liant sur les poudres métalliques développées par l’entreprise. Selon le fabricant, il est possible, après le passage au four, d’obtenir des surfaces de 4 Ra μm.

L’entreprise propose également une solution de projection de liant métal de plus grande taille, le Production System, qui est doté de ce que le fabricant appelle la technologie Single Pass Jetting (projection à passage unique), censé optimiser la vitesse.

Avec un tel choix, on finit par s’y perdre un peu. Pour vous aider, nous proposons une comparaison de ces différents systèmes dans l’article en lien ci-dessous.

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Metal Binder Jetting 3D Printing: Desktop Metal vs. HP vs. Markforged

Le Production System est par ailleurs compatible avec les poudres low-cost non uniformes utilisées par exemple pour le moulage par injection de métaux. Les fabricants peuvent ainsi continuer d’utiliser leurs poudres MIM préférées ou bien s’approvisionner localement, il suffira d’ajuster les paramètres d’impression du Production System en conséquence.

Desktop Metal est compatible avec une belle variété d’aciers inoxydables, d’aciers faiblement alliés, d’aciers à outils, ainsi que le cuivre, les alliages de nickel, les métaux précieux.

Imprimante 3D métal d’entrée de gamme, la DMP Flex 100 de 3D System affiche un volume d’impression de 100 x 100 x 90 mm et peut imprimer sans support des pièces présentant des surplombs allant jusqu’à 20 degrés. Elle permet aussi d’atteindre une résolution de près de 5 microns en surface, ce qui réduit les besoins de post-traitement. L’imprimante repose sur une technologie nommée « Direct Metal Printing » par 3D Systems, qui consiste à fondre chaque couche sur la précédente pour créer une pièce solide et dense (jusqu’à 99,9 %).

Son laser à fibre de 100 watts, bien que moins puissant que ceux des autres solutions d’impression 3D métal de 3D System, l’est suffisamment pour traiter une large sélection de poudres métalliques propriétaires, notamment de nombreux alliages de titane.

Conçue spécifiquement pour répondre aux besoins de certains marchés de niche exigeant la précision avant tout, la DMP Flex 100 utilise des conduites de gaz dédiées pour créer le vide nécessaire à l’impression (à partir de poudres optimisées pour la fabrication additive). À noter que ce système nécessite la mise en place d’une infrastructure appropriée.

Si vous êtes prêt à passer à la vitesse supérieure, 3D Systems propose cinq autres unités de production plus grandes, ainsi qu’une solution d’usine en réseau.

L’entreprise allemande Trumpf a lancé la LPBF TruPrint 1000 en 2019 pour la production de petites pièces industrielles et, sans changer de nom, a depuis apporté une série de mises à niveau à la machine.

La TruPrint 1000 « nouvelle génération » dispose d’une capacité multi-laser plein champ et offre ce que l’entreprise appelle une « homogénéité entièrement repensée du flux de gaz ». Par ailleurs, elle passe désormais à travers un cadre de porte standard. D’après Trumpf, elle s’adresse avant tout à l’industrie dentaire.

Les deux lasers à fibre de 200 watts de l’imprimante balayent simultanément la zone d’impression, ce qui, selon l’entreprise, permet d’augmenter la productivité jusqu’à 80 % par rapport à des machines similaires. Un système de surveillance du lit de poudre analyse chaque couche afin de garantir une qualité maximale des pièces. En outre, le réenducteur inclinable permet d’étaler la poudre plus rapidement, pour une vitesse de fabrication encore plus rapide et un coût de production réduit.

Autre nouveauté, la géniale option multiplaque pour la production de gros volumes. Le cylindre peut accueillir en option jusqu’à quatre plaques de substrat. Cela permet de remplacer une plaque par une autre automatiquement sans interrompre le processus de fusion au laser sur lit de poudre. Une fois que la première tâche de fabrication est terminée et que la suivante est en cours de démarrage, le logiciel de la machine fournit une assistance entièrement automatique. Les travaux terminés sont ensuite recueillis dans un bac de débordement.

La TruPrint 1000 peut aussi prendre en charge des alliages métalliques amorphes, des matériaux qui permettent de produire des pièces présentant une élasticité et une résistance à la corrosion élevées, tout en réduisant l’épaisseur des parois. Cette solution permet par ailleurs de limiter les temps de production, mais aussi le poids de la pièce finale.

Trumpf propose sept autres imprimantes 3D métal dans son portefeuille de produits, qui offrent une taille et des capacités différentes. La TruPrint 1000 Green Edition, notamment, est dotée d’un laser vert qui lui permet d’imprimer en 3D des matériaux hautement réfléchissants, comme le cuivre et ses alliages. D’autres machines du catalogue de l’entreprise offrent une puissance et une capacité de production encore plus élevée, qui se destinent à certaines applications exigeant un volume plus important.

Optomec est l’un des fabricants d’imprimantes 3D métal qui connaît la croissance la plus rapide. Il commercialise LENS, une gamme d’imprimantes 3D à dépôt d’énergie dirigée (DED) pour la production et la réparation de composants métalliques.

LENS est l’abréviation de « laser engineered net shaping » (mise en forme des filets par laser). Il s’agit de la version d’Optomec de la DED, qui utilise des lasers pour durcir les métaux, alliages, céramiques ou composites pulvérisés. Les systèmes multiaxes sous atmosphère contrôlée peuvent éalement être utilisés pour des applications CNC hybrides (en option).

La plus petite des cinq machines DED d’Optomec est la CS250, équipée d’un laser à fibre, réglable entre 500 et 2000 W, et d’un nouveau système de chargement frontal de la poudre. Ce dernier est compatible avec tous les alliages courants, y compris les aciers, le titane et l’aluminium.

Si la CS250 se destine aux universités et à la recherche, le système de machines-outils LENS 860, lui, offre un plus grand volume de fabrication et des capacités de puissance plus élevées pour le traitement des métaux par fabrication additive et hybride. Le système LENS 860, quant à lui, est idéal pour la construction, la réparation ou le revêtement de pièces de taille moyenne à grande.

Desktop Metal a hérité de la technologie de projection de liant métal et des matériaux brevetés de son plus proche rival ExOne lorsqu’il a racheté la société en 2021. Depuis, ces machines ont été améliorées et ont reçu de nouveaux noms : InnoventX, X25Pro et X160Pro. Il y a près de vingt ans, ExOne était l’un des pionniers de la commercialisation de solutions de projection de liant métallique.

Les machines de la gamme X diffèrent du Production System et du Shop System de Desktop Metal sur un certain nombre de points. Pour commencer, elles peuvent toutes traiter des poudres céramiques, telles que l’alumine et le nitrure d’aluminium, ainsi que du sable, des « poudres composites » et des poudres métalliques.

Elles sont en effet dotées de ce que la société appelle la Triple ACT (Advanced Compaction Technology), une méthode en instance de brevet qui permet de distribuer, d’étaler et de compacter les poudres métalliques au cours du processus d’impression. Ces machines peuvent aussi atteindre des tolérances dimensionnelles inférieures à 1 %, selon la société. En comparaison, le Production System affiche une tolérance dimensionnelle de ±2,0 %.

Les têtes d’impression constituent une autre différence entre les machines de la gamme X et le Shop System. Ce dernier utilise en effet une tête d’impression thermique moins coûteuse, tandis que les imprimantes de la gamme X et du Production System exploitent des têtes d’impression piézo-électriques. Selon Desktop Metal, ce type de tête d’impression peut offrir une meilleure résolution, une plus grande durabilité et davantage d’options en termes de performance et de matériaux. Par ailleurs, les imprimantes de la gamme X ne disposent pas non plus d’un environnement inerte comme le Production System.

L’InnoventX est davantage destinée à la formation des étudiants, à la recherche en laboratoire ou au développement d’applications. C’est un peu la machine sur laquelle se faire la main avant de passer à la X25 Pro ou la X160 Pro. À noter que sa vitesse d’impression n’est que de 54 cm³/h.

Le groupe industriel GE propose actuellement près d’une douzaine d’imprimantes 3D métal (plusieurs Arcam EBM et quatre familles de machines LPBF) et développe une nouvelle machine de projection de liant qui devrait sortir en 2023.

GE appelle sa technologie Direct Metal Laser Melting (DMLM), qui est comparable à la fusion laser sur lit de poudre (LPBF).

Ses machines LPBF Concept Laser vont du plus petit laser simple Mlab R (90 x 90 x 80 mm) à l’énorme double laser X Line 2000R (800 x 400 x 500 mm). La Mlab R peut traiter une liste impressionnante de matériaux réactifs et non réactifs et produit des pièces complètement denses avec une finition de surface plus lisse que ce que l’on obtient habituellement. Le petit volume d’impression est conçu pour la recherche, les prototypes et les pièces en métaux précieux. La modularité de la chambre d’impression permet de changer de matériau de manière rapide et efficace, et la station de tamisage semi-automatique permet de réutiliser la poudre. La version Mlab 200R dispose d’un laser plus puissant (200 W) et d’un volume d’impression plus important (100 x 100 x 100 mm).

On connaît davantage GE pour ses machines EBM, qui sont largement utilisées dans l’industrie médicale pour les implants orthopédiques et dans l’aérospatiale pour certaines pièces comme les pales de turbines. La gamme Arcam EBM est capable de produire rapidement et efficacement des pièces aux dimensions précises grâce à un puissant faisceau d’électrons qui assure une capacité de fusion et une productivité élevées.

Visant avant tout la productivité, le système RenAM 500 de Renishaw s’appuie sur la gamme déjà bien établie d’imprimantes métal de la marque tout en offrant un débit plus puissant grâce à un ensemble de quatre lasers de 500 watts, chacun capable d’atteindre la totalité de l’espace d’impression. Cette configuration permet au RenAM 500 d’effectuer des frittages de couches complets plus rapidement que les systèmes à laser unique. Au bout du compte, on obtient un meilleur rendement, et donc une réduction du coût par pièce.

La machine est dotée d’un système automatique ou flexible de traitement des poudres et des déchets. L’option flexible vous permet de changer de poudre en interne, tandis que le système automatisé assure la sécurité de l’opérateur et réduit le temps nécessaire à l’exploitation et à l’entretien de la machine grâce à la recirculation. Par ailleurs, un système « intelligent » de circulation des gaz permet de réduire à la fois la consommation d’argon et les émissions.

Le RenAM 500 affiche un volume d’impression standard de 245 x 245 x 335 mm (selon le substrat) et peut produire environ 150 cm³ par heure en fonction des formes imprimées et d’autres variables liées au matériau. La série RenAM 500 permet de produire des composants présentant une densité supérieure à 99,9 %, selon l’entreprise.

Markforged est l’un des principaux fabricants d’imprimantes 3D utilisant la technologie d’extrusion pour le métal et les polymères. Mais pour élargir ses perspectives, il a acquis en 2022 le fabricant suédois d’imprimantes à projection de liant métallique Digital Metal.

Dès l’année suivante, l’imprimante des Suédois était rebaptisée Markforged PX100, proposée en deux tailles différentes.

Conçue à l’origine pour prouver que l’impression par projection de liant métallique pouvait produire des pièces de qualité, et non comme une imprimante du commerce, la PX100 était un peu trop grande, selon l’entreprise. Pour autant, ce choix de conception a permis d’obtenir une précision et une qualité de pièces vraiment remarquable, toujours selon Markforged.

Une plaque de granit repose à la base de la machine afin de lui offrir une meilleure stabilité et d’éliminer les vibrations pendant l’impression, c’est pourquoi la PX100 est presque deux fois plus lourde que toute autre solution de projection de liant métallique. Ses moteurs linéaires et ses paliers à air sont également lisses, ce qui, selon Markforged, permet d’obtenir une précision très fine et une exactitude statique supérieure à 1 micron.

La PX100 se destine à la production de grandes séries de pièces métalliques petites et complexes. Avec son volume d’impression de 250 x 217 x 186 mm, elle permet toutefois de fabriquer des pièces plus grandes, mais c’est sa capacité à fabriquer des centaines, voire des milliers de petites pièces à la fois, comme des cadrans de montres et des instruments médicaux, qui semble séduire les clients.

Markforged propose un écosystème complet d’accessoires couvrant le dépoudrage et la gestion des poudres, en version manuelle ou automatique.

La méthode ne nécessitant pas de chaleur ni d’étape de durcissement ou de séchage, il n’y a pas de longues phases de refroidissement ou de chauffage, ce qui permet de réduire le délai entre deux lots à 15 minutes seulement.

La plus petite machine LPBF d’EOS est désormais la M 290, introduite en 2014. L’entreprise a abandonné la M 100, plus petite, en 2022, cédant vraisemblablement sa place dans la catégorie des machines d’entrée de gamme à faible puissance aux nouvelles start-ups. Et d’ailleurs, pourquoi pas ? EOS est bien implantée dans la production manufacturière et chez les prestataires de services d’impression 3D, avec ses trois machines de grande taille : la M 300, la M 400, et la M 400-4. Grâce à leur volume d’impression plus important et leur plus grand nombre de lasers, elles permettent d’obtenir une meilleure productivité.

La M 290 est équipée d’un laser à fibre de 400 watts qui fait fondre et fusionner de fines poudres métalliques. Son petit faisceau laser (100 μm) permet d’obtenir une bonne résolution, une solution idéale pour la fabrication de pièces métalliques complexes. Elle est compatible avec près de 30 matériaux, dont les cuivres, les aciers inoxydables et les titanes.

Une version améliorée de la 290 est disponible auprès d’Additive Manufacturing Customized Machines (AMCM), une filiale d’EOS. Elle est dotée d’une puissance laser supérieure qui permet d’obtenir quelques options de matériaux supplémentaires. De fait, les machines d’AMCM comptent parmi les imprimantes 3D métal les plus spécialisées du marché. Elles permettent par exemple de produire des pièces pour le collisionneur de particules du CERN et des chambres de combustion pour le moteur de la fusée E-2 de Launcher !

EOS offre une gamme impressionnante de matériaux incluant plus de 20 alliages et 70 « processus » ou réglages validés pour obtenir des résultats prévisibles. Le portefeuille de métaux comprend l’aluminium, le chrome-cobalt, les alliages de nickel, les métaux réfractaires, les aciers inoxydables, les aciers à outils et le titane.

HP Additive (oui, une branche du même HP qui fabrique des imprimantes 2D, des ordinateurs portables et de révolutionnaires imprimantes 3D polymère) a dévoilé sa nouvelle imprimante 3D métal en septembre 2022. Appelée Metal Jet S100, elle est destinée à la production de pièces métalliques à l’échelle industrielle.

La société a introduit en 2018 la technologie Metal Jet, qui avait été utilisée à l’époque pour plusieurs applications très médiatisées (chez Volkswagen et Cobra Golf, notamment), mais la machine en elle-même n’a jamais été commercialisée. La société a en effet préféré travailler en étroite collaboration avec des entreprises sélectionnées avec soin à travers divers secteurs pour tester les nouvelles fonctionnalités et les nouveaux processus avant de lancer la S100.

L’imprimante 3D métal S100 de HP repose sur la technologie de projection de liant, une méthode d’impression 3D qui utilise un agent liant liquide déposé en petites gouttes sur des matériaux en poudre étalés en couches pour créer des formes solides et complexes. Au fil de l’impression, les couches adhèrent entre elles, ce qui finit par donner une « boîte » de poudre qui renferme à l’intérieur la forme de la pièce souhaitée. Le procédé est similaire (mais pas identique) à la technologie multi-jet fusion (MJF) de HP, mais il utilise uniquement de la poudre de métal, plus précisément de l’acier inoxydable (316L et 17-4PH).

La projection de liant présente plusieurs avantages par rapport au moulage par injection de métal traditionnel et à d’autres formes d’impression 3D métal, selon les besoins de la production. Cette technologie est particulièrement performante en termes de vitesse et de résolution, car les têtes d’impression sont généralement plus rapides que les lasers ou les faisceaux d’électrons. En termes de matériaux, la projection de liant implique aussi des dépenses bien plus basses, car la méthode utilise la même poudre métallique que pour le moulage par injection, il s’agit donc d’un matériau très répandu.

Grâce à un jet d’encre thermique qui projette avec précision un agent liant HP sur un lit de poudre métallique composé de matériaux standard, la Metal Jet produit des pièces contenant jusqu’à 99 % de métal en volume à l’état brut. Cette technique permet également de réduire le temps de production des pièces en diminuant considérablement le besoin de déliantage. Une fois imprimées par la Metal Jet, les pièces ne nécessitent en effet qu’un décapage (ou « decaking ») et peuvent être directement frittées dans le four, avant les dernières étapes de finition.

Metal Jet S100

Is HP Now Revolutionizing Metal 3D Printing, Too?

HP semble avoir éliminé les aléas typiquement liés à l’impression sur lit de poudre métallique grâce à sa plate-forme intégrée, mais il semble qu’il faille aussi investir dans sept ou huit pièces d’équipement. Une station de gestion de la poudre se charge de mélanger et de tamiser la poudre (dont une grande partie peut être issue d’impressions précédentes) et de remplir le module de fabrication, qui est ensuite acheminée vers l’imprimante 3D. Après l’impression, le module de fabrication passe à la station de polymérisation, puis à la station d’élimination de la poudre. À ce stade, la pièce est prête à être frittée dans n’importe quel four de frittage standard de l’industrie, après quoi elle peut être usinée ou finie si nécessaire. HP prévoit de vendre l’imprimante Metal Jet elle-même pour environ 378 000 €.

La société allemande SLM Solutions, rachetée par le géant japonais Nikon en janvier 2023, propose une large gamme de machines LPBF, dont la plus petite est la SLM 125. Son laser à fibre de 400 watts est plus puissant que les lasers d’autres machines de taille similaire, d’après son fabricant, ce qui permet de réduire la consommation de poudre jusqu’à 80 %. Avec son imprimante, SLM cible avant tous le domaine de la recherche et la production en petites séries.

La machine peut prendre en charge tant les poudres métalliques réactives que les non réactives. Par ailleurs son nombre réduit de composants dédiés à la circulation de la poudre permet de changer de matériaux plus facilement et rapidement. Les systèmes de surveillance de la puissance du laser et de contrôle des couches s’assurent de vérifier en permanence l’efficacité du laser et la cohérence des couches, garantie d’une meilleure précision et de la réduction des irrégularités. Son enceinte de 125 x 125 x 125 mm est suffisante pour l’impression de pièces uniques et de prototypes, surtout au vu de la grande variété de matériaux pris en charge, notamment l’acier inoxydable, l’aluminium et le titane. La SML 125 intéressera donc sans doute les instituts de recherche et les fabricants de pièces détachées qui souhaitent allier puissance et petit format.

Caractéristique intéressante de la technologie SLM Solutions, il est possible de faire évoluer son processus de production grâce au vaste catalogue d’imprimantes de la société. L’entreprise propose des machines pour pratiquement tous les niveaux de production, le dernier modèle en date étant la NXG XII 600, une imprimante industrielle de taille généreuse lancée fin 2020. Ses 12 lasers de 1 000 watts et son volume d’impression de 600 x 600 x 600 mm promettent non seulement de l’espace, mais aussi de la rapidité : la société affirme qu’il s’agit de l’imprimante 3D métal SLM la plus rapide du marché.

La Sapphire de Velo3D est une imprimante 3D métal grand volume « new generation » dotée d’un volume d’impression d’un mètre de haut et capable d’imprimer sans support. Utilisant deux lasers de 1 kilowatt dans son enceinte d’impression de 315 x 1 000 mm, la Sapphire peut imprimer l’aluminium F357, l’inconel IN718, Ti 6Al-4V Grade 5, l’Hastelloy (alliage de nickel-chrome, de fer et de molybdène) C22 et X, et depuis peu, la poudre du superalliage Amperprint 0233 Haynes 282 (à base de nickel).

Par « impression sans support », Velo3D entend que la Sapphire est capable de produire des impressions avec des surplombs de zéro degré, c’est-à-dire des surfaces planes sur le plan horizontal. Ainsi, en plus plus de faire gagner du temps sur le post-traitement des impressions, l’imprimante est capable de réaliser des canaux et des volumes internes sans avoir à considérer les structures de support. Autrement dit, elle peut imprimer certains éléments qu’il serait quasiment impossible de produire dans d’autres circonstances.

À la fin de l’automne 2020, Velo3D a présenté sa nouvelle imprimante, la Sapphire XC, dont l’acronyme final se traduit par Extra Capacity, ou « capacité supplémentaire » en français. Fidèle à son nom, la Sapphire XC peut multiplier la productivité par cinq par rapport à sa grande sœur, et réduire le coût par pièce de 75 %, selon le fabricant. Cette nouvelle imprimante est dotée de huit lasers et d’un volume d’impression de ø600 x 550 mm.

Farsoon, le grand fabricant chinois d’imprimantes 3D, entend couvrir toutes les bases de l’impression métal avec une large gamme de tailles de machines. La plus petite de la fratrie est la FS121M. Son système flexible et ouvert permet de choisir entre plusieurs tailles de points laser, différentes lames de recouvrement, et différentes poudres. L’entreprise propose aussi une machine à huit lasers de 1 000 W, la FS721, et a annoncé la sortie d’une machine à 16 lasers pour 2024.

La FS121M, machine d’entrée de gamme, est équipée d’un seul laser à fibre Yb de 300 W ou 500 W, d’une alimentation en gaz inerte et de grands systèmes de filtres de protection pour créer un environnement sûr pour le produit et votre personnel.

Destinée à l’industrie dentaire et à la R&D, elle utilise les matériaux suivants : 316L, 17-4PH, acier maraging, HX, Cu, CuSn10, CoCrMoW et CoCrMo.

L’imprimante 3D à fusion laser sur lit de poudre FS273M de Farsoon, plus grande (275 x 275 x 355 mm), est équipée d’un ou de deux lasers à fibre de 500 W. Son dispositif de rechargement permet une vitesse plus rapide et une distribution de poudre plus stable tout au long du processus de fabrication. Citons aussi la présence d’une plaque de base préchauffée, de conteneurs de débordement amovibles et d’une réserve de poudre de secours suffisante pour une impression complète.

Les machines de Farsoon sont des systèmes à plateforme ouverte. En d’autres termes, tous les paramètres de la machine sont déverrouillés et accessibles à l’utilisateur. De même, le choix des matériaux est libre.

AddUp, fabricant français d’imprimantes 3D, a présenté sa machine de fusion sur lit de poudre, la FormUp 350, en 2021. Il s’agit d’une imprimante 3D modulaire, destinée avant tout à la production en série, dotée d’un système de manipulation conçu pour stocker, déplacer, récupérer et tamiser la poudre dans une atmosphère inerte, évitant ainsi d’exposer les opérateurs aux fumées et aux résidus de fusion.

La FormUp 350 est la seule machine du marché à proposer un dispositif de mise en couche interchangeable. Vous pouvez choisir le système d’étalement de poudre le mieux adapté à vos fabrications : un système par racleur pour une productivité maximale, ou un système par rouleau, pour des états de surface améliorés. Le système de mise en couche bidirectionnel assure également un étalement 40 % plus rapide. La machine peut embarquer jusqu’à quatre lasers à fibre de 500 W, qui couvre chacun toute la surface du plateau, pour plus de souplesse dans la préparation de l’impression. AddUp propose près d’une douzaine de poudres métalliques.

Conçue pour les applications de production de masse, la FormUp 350 limite la durée entre chaque cycle de production à une heure ou moins, d’après la société. Le système de refroidissement de l’axe Z de la machine abaisse la température de la plate-forme en fin de production, ce qui permet de décharger les pièces plus rapidement (2 heures pour refroidir et passer de 200 à 65 °C, contre 12,5 heures sans refroidissement actif).

Avec un volume d’impression généreux (350 x 350 x 350 mm) et une gamme de fonctionnalités conçues pour la fabrication en série, la FormUp 350 dispose de paramètres accessibles, qui vous permettent de l’adapter à vos besoins.

Fondée en Allemagne en 1948, DMG Mori était à l’origine une entreprise de fabrication d’outils. Elle a évolué au fil du temps et propose aujourd’hui une large gamme de machines de tournage, de fraisage et de rectification, ainsi que des imprimantes 3D métal à la solide réputation. Les imprimantes hybrides laser DED de la société permettent une production rapide reposant sur une technologie DED métal, soutenue par les réglages précis de la CNC, le tout dans la même machine.

La Lasertec 12 SLM est une imprimante 3D à fusion laser sur lit de poudre dotée d’un laser de 200 W (ou 400 W en option) et d’un volume d’impression de 125 x 125 x 200 mm.

L’épaisseur de couche peut descendre jusqu’à 20 microns et DMG Mori dispose d’une plate-forme ouverte qui permet de régler les paramètres à votre guise et d’associer la machine à presque toutes les poudres métalliques.

La technologie automatisée de manutention de poudre rePlug de la machine intègre le recyclage de la poudre pour une efficacité maximale et une sécurité de travail optimale grâce au cycle fermé.

La Lasertec 30 Dual SLM, plus grande, est équipée de deux lasers de 600 watts.

BLT (Bright Laser Technologies) est le géant chinois des imprimantes 3D métal. Il propose pas moins de 12 de ces machines, qui reposent sur la technologie de fusion laser sur lit de poudre, mais aussi un service d’impression métal gigantesque, des poudres métalliques et une expertise technique professionnelle. À l’appui d’une longue liste de fabricants du monde entier possédant des plates-formes en Chine, les machines BLT sont couramment utilisées dans le secteur automobile, aérospatial, médical et de l’outillage.

La plus petite machine LPBF de la société, la S210, offre un volume d’impression de 105 x 105 x 200 mm, un laser de 500 W, des fonctionnalités de contrôle en temps réel et un design modulaire. Elle fonctionne avec le logiciel Materialise Magics et la propre suite de BLT, BLT-BP et BLT-MCS. Côté matériaux, la S210 peut traiter les alliages de titane, d’aluminium, de cobalt, de chrome et de magnésium, les superalliages, les aciers inoxydables, les aciers à outils, le cuivre, le tungstène, et le tantale.

Les autres imprimantes BLT, dont la taille et la complexité vont en augmentant, offrent des volumes d’impressions plus importants, des lasers plus nombreux et plus puissants, des dispositifs de revêtement bidirectionnels et davantage de fonctions de production vous permettant de suivre et de contrôler les impressions métalliques par lots.

Considérée comme la machine phare de la société, la S310 est équipée de lasers simples ou doubles de 500 W et affiche un volume d’impression de 250 x 250 x 400 mm.