L'impression 3D est un excellent moyen de créer des répliques réelles de modèles informatiques 3D. Il existe plusieurs façons de le faire dans votre propre maison. L'impression FDM avec des thermoplastiques et l'impression MSLA avec des résines photosensibles sont à la fois relativement abordables et faciles à acheter. Il existe d'autres méthodes d'impression 3D plus exotiques qui peuvent offrir des avantages uniques. Malheureusement, ceux-ci sont beaucoup plus chers et ne conviennent généralement pas à la plupart des maisons. L'une de ces techniques est appelée impression 3D métal par pulvérisation à froid.
La plupart des formes d'impression 3D avec des métaux nécessitent beaucoup de chaleur pour faire fondre ou fritter le métal en question. Le « froid » dans le nom indique que cette méthode d'impression 3D des métaux est très différente. Au lieu d'être chauffé, le métal en poudre est accéléré à des vitesses supersoniques. Lors de l'impact avec la cible, le métal se lie correctement, permettant la création de pièces entièrement denses.
La vitesse exacte nécessaire dépend du métal, avec des matériaux plus durs nécessitant des vitesses supérieures à Mach 3. L'accélération est obtenue grâce à l'utilisation de gaz comprimé. Dans la mesure du possible, de l'air normal est utilisé. Mais pour des vitesses plus élevées, il faut de l'azote ou même de l'hélium.
Avantages
Cette technique d'impression 3D offre un large éventail d'avantages par rapport aux autres technologies d'impression sur métal. Généralement, comme beaucoup de chaleur est nécessaire, d'autres pièces environnantes auront un effet négatif. Nécessitant un démontage et un remontage potentiellement longs et coûteux pour éviter que le correctif ne cause plus de dommages. L'impression de métal par pulvérisation à froid n'affecte pas les pièces à proximité car elle n'implique pas de chaleur et peut être ciblée avec précision.
Cela permet des réparations in situ de pièces complexes de machines. Par exemple, l'US Air Force a démontré sa capacité à réparer le joint de carénage d'aile d'un avion prêt au combat actif. Les méthodes traditionnelles auraient nécessité huit semaines pour retirer la pièce. Cela coûterait un demi-million de dollars pour retirer et remplacer la pièce.
En plus de permettre des réparations in situ, le processus lui-même est jusqu'à 100 fois plus rapide que les autres formes d'impression 3D métal, permettant des délais d'exécution encore plus rapides. Il fonctionne avec une large gamme de métaux et permet même de travailler avec plusieurs métaux à la fois. Cela permet à une pièce d'être en titane massif à une extrémité et de passer à travers une gamme de compositions d'alliages avant de fabriquer de l'or massif à l'autre extrémité. Cela permet des propriétés d'alliage hautement personnalisables. Il n'y a pas de fumées nocives émises. Toute la poudre métallique est utilisée sans gaspillage.
Les imprimantes métalliques par pulvérisation à froid sont suffisamment petites pour être transportées par camion pour les réparations ou la fabrication sur site. Il est même possible d'intégrer des capteurs et de l'électronique dans la pièce et d'imprimer dessus. Bien que cela suppose qu'ils sont protégés de l'impact du processus d'impression.
Limites et inconvénients
Malheureusement, bien qu'il soit moins cher que les méthodes traditionnelles, il n'est toujours pas abordable pour un usage domestique. Le nombre limité de fournisseurs et de marchés actuels (principalement la défense, avec quelques applications aérospatiales) suggèrent que cela ne changera pas pendant un certain temps. Les pièces imprimées doivent être quelque peu post-traitées pour lisser et affiner l'impression. De plus, il n'est tout simplement pas possible d'imprimer une certaine géométrie en raison de la physique du processus.
L'impression de métal par pulvérisation à froid est un processus unique qui offre des avantages uniques tout en fonctionnant dans des environnements difficiles. Malheureusement, le coût initial des machines empêchera cette technologie d'être utilisée par le grand public. La géométrie limitée limitera probablement également les applications potentielles. Les améliorations futures de la technologie peuvent annuler ce problème.
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