La fabrication de produits synthétiques ou métalliques et de pièces de rechange de haute qualité à l'aide d'une imprimante 3D nécessite des poudres pures et stables, ce qui impose des exigences élevées en matière d'équipement de traitement. Le groupe Hosokawa Micron dispose de la technologie de traitement des poudres appropriée pour répondre à ces demandes.
Les machines telles que les mélangeurs, les sécheurs sous vide, les broyeurs et les sélecteurs par air sont tous des exemples d'équipements spécialement développés pour le traitement des poudres. Les machines sont utilisées pour retirer les impuretés, les particules plus petites et les agglomérats et pour optimiser la qualité du matériau, de sorte qu’il soit adapté à une utilisation dans le processus d’impression 3D.
Exigences élevées
Hosokawa a constaté un intérêt croissant pour les technologies liées à la production de poudres de haute qualité pour des procédés de fabrication d’additifs. Les poudres de polymères et de métaux utilisées dans les imprimantes 3D doivent répondre à des exigences de plus en plus élevées en termes de distribution granulométrique étroite, mais également de cohérence des particules en ce qui concerne la forme et la composition. Hosokawa capitalise sur cette tendance en adaptant spécialement ses machines à ces applications.
Matériau vierge
Pour la production de matériau vierge, les matières premières doivent être conditionnées, cristallisées et / ou polymérisées de manière à être adaptées aux procédés d'impression 3D de haute précision. En plus d'être parfaitement sphériques, les particules de poudre doivent également avoir la rétention de forme nécessaire et le point de fusion approprié. Le mélangeur / sécheur conique à pales (CPM / CPD) de Hosokawa Micron est une solution idéale pour conditionner les poudres.
Ce mélangeur à cisaillement moyen facilite le mélange et le chauffage (entre 100 et 300 °C) de poudres de polymères telles que les polyamides afin d’améliorer les propriétés physiques et chimiques des particules telles que la densité apparente et la stabilité. Cela permet de renforcer les particules en effectuant une étape de cristallisation.
Traitements thermiques
Le mélange et le séchage peuvent être des processus difficiles dans la production et le traitement ultérieur de poudres métalliques, en particulier dans le cas de poudres hygroscopiques qui peuvent s'oxyder ou s'agglutiner lorsqu'elles sont exposées à l'humidité. Selon l'application et les propriétés du matériau, les poudres peuvent être traitées thermiquement dans un CPM / CPD ou un mélangeur / sécheur sous vide Nauta®, y compris éventuellement sous atmosphère inerte (argon). Grâce à sa manipulation extrêmement soignée des produits et à sa faible consommation d'énergie (même dans le cas de poudres métalliques de très haute densité), le mélangeur / sécheur à vide Nauta offre une valeur ajoutée considérable dans le secteur de la fabrication additive. Le mélangeur Nauta peut également être utilisé pour recycler la poudre 3D en la mélangeant avec un matériau vierge.
Réduction de polymère
Le broyeur à broches CW Contraplex de Hosokawa Alpine, particulièrement adapté à la production de poudres de polymères pour imprimantes 3D, est un broyeur à impact à chambre large refroidi à l’azote à géométrie optimale. La température peut être régulée afin que les polymères soient réduits dans des conditions optimales avec une utilisation minimale d'azote, ce qui permet de limiter la consommation d'énergie.
Classification
Une distribution granulométrique étroite des poudres de polymère et de métal revêt une importance cruciale dans la fabrication additive. Hosokawa Alpine fournit à cet effet une technologie de classification éprouvée, notamment les classificateurs par air ATP Turboplex pour les poudres extrêmement fines. Ces machines permettent des coupures granulométriques flexibles et précises dans la plage de 5 à 150 microns.
Hosokawa Alpine propose également les classificateurs par air TSP et TTSP spécialement développés pour le dépoussiérage du toner. Le TTSP est le seul classificateur à air sur le marché capable d’établir deux coupures granulométriques précises dans une même machine. Cela permet à la fois de dépoussiérer les matériaux et d'éliminer les trop grosses particules en une seule étape.
La fabrication additive
La fabrication additive (AM) couvre diverses technologies dans lesquelles un produit ou un composant est fabriqué sur la base d'un modèle numérique tridimensionnel et le produit / composant est construit couche par couche à l'aide d'une imprimante 3D.
Parmi les techniques d’impression utilisées à cet effet figurent la modélisation par dépôt fondu (FDM), la stéréolithographie (SL) et le frittage sélectif par laser (SLS). La technique SLS est particulièrement populaire et consiste à placer la poudre sur une plate-forme puis à la fritter au laser pour lui donner une forme déterminée. La plate-forme est ensuite abaissée et une nouvelle couche de poudre est appliquée sur l'objet, qui est ensuite à nouveau laser. Il existe plusieurs variantes de SLS, notamment le frittage laser direct des métaux (DMLS) et la fusion sélective au laser (SLM), qui conviennent également à l'impression 3D d'objets métalliques.
