Aperçu du procédé d’impression 3D : jet de liant métallique

Qu’est-ce que le jet de liant métallique ? Comment fonctionne-t-il ?

Le jet de liant métallique (Metal Binder Jetting, MBJ) est un procédé d’impression 3D en plusieurs étapes qui produit des pièces métalliques en liant des particules de poudre métallique à l’aide d’un liant liquide. Contrairement au DMLS, le MBJ crée les pièces sans faire fondre la poudre métallique pendant l’impression. Ce procédé permet de produire des métaux composites, comme un mélange à 60 % d’acier inoxydable et 40 % de bronze, ou des métaux à alliage unique. Sa capacité à imbriquer de nombreuses pièces au sein d’une même fabrication en fait une alternative rentable à des méthodes traditionnelles telles que le moulage par injection de métal, le moulage sous pression et le moulage à la cire perdue.

Étape 1 : fabrication des pièces à l’état « vert »

Le procédé commence par l’impression de couches de 0,1 mm (0,004″), le liant étant déposé avec précision sur la poudre métallique pour former la pièce couche par couche. Les pièces « vertes » ainsi obtenues sont fragiles et doivent être manipulées avec précaution lors du retrait de la poudre non liée.

Étape 2 : post-traitement

• Métaux composites infiltrés au bronze : les pièces à l’état vert sont placées dans un four où le bronze remplace le liant, fusionnant la poudre en un composite résistant. Ces pièces nécessitent la création d’une mèche sacrificielle afin de permettre l’infiltration du bronze. Cette mèche est retirée après l’étape de four. Les pièces finies présentent une finition gris mat à bronze, avec des options de post-traitement pour un aspect plus soigné. Les pièces se rétractent légèrement pendant l’étape de four.
• Métaux à alliage unique : certains métaux peuvent être entièrement frittés sans étape d’infiltration au bronze, via un procédé de déliantage et de frittage au four, mais subissent un retrait important. Ils présentent une finition mate avec un éclat métallique et peuvent être post-traités pour améliorer la qualité de surface.

Liberté de conception

Les pièces métalliques issues du jet de liant ne nécessitent pas de structures de support, ce qui peut offrir davantage de liberté de conception par rapport à d’autres procédés d’impression 3D. Il convient toutefois de noter que des éléments comme les canaux et les espaces doivent être conçus pour permettre l’évacuation du matériau sans effort excessif. Tout matériau restant à l’intérieur des canaux ou des éléments étroits deviendra du métal solide après l’étape de four. Le retrait est toujours un facteur à prendre en compte avec les pièces métalliques issues du jet de liant, et plusieurs prototypes ou itérations de conception sont souvent nécessaires pour ajuster un ensemble de caractéristiques en vue de la production.

MBJ

Jet de liant métallique

Avantages Pièces métalliques à faible coût Pièces fonctionnelles à haute résistance Ne nécessite pas de supports à l’impression Temps de production court pour les pièces métalliques

Inconvénients Précision moindre en raison du retrait au frittage Porosité plus élevée que d’autres procédés d’impression métal Choix de matériaux limité Ne convient pas aux pièces plates de grande taille ni à celles présentant des éléments à fort rapport d’aspect