Vous recherchez donc un matériau d’impression 3D suffisamment solide pour fabriquer des objets qui subissent régulièrement des tests exigeants, mais suffisamment précis pour fabriquer des bijoux complexes et uniques en leur genre. Vous avez essayé différentes combinaisons de thermoplastiques, mais vous n’obtenez tout simplement pas la combinaison exacte de qualités dont vous avez besoin pour votre large éventail de projets.
Où trouvez-vous une telle combinaison de force et de délicatesse ? Ne cherchez pas plus loin que l’impression 3D avec du titane, un processus qui infuse toute la force du métal dans un alliage imprimable qui est idéal pour pratiquement tous vos besoins en objets de petite et moyenne taille.
Qu’est-ce que l’impression 3D Titanium ?
Le titane est un métal de transition argenté, ce qui signifie que c’est un élément qui a une sous-coque partiellement remplie. Traduction? Son orbite d’électrons la plus externe n’est pas remplie à pleine capacité, elle peut donc se lier à d’autres éléments en partageant leurs électrons. Cela signifie qu’il fonctionne bien avec les autres et qu’avec certains ions, il peut recevoir une charge électrique, ce qui est idéal pour l’impression 3D au titane.
Il a une faible densité et une résistance élevée, ce qui signifie qu’il peut contenir beaucoup sans s’enliser dans son propre poids, et il est résistant à la corrosion dans l’eau salée et le chlore, entre autres. De plus, sa finition brillante le rend brillant. Nous considérons toujours cela comme un plus.
Comment imprimer en 3D avec du titane ?
Pour l’impression 3D, le titane nécessite plus de considération et de préparation que les autres alliages métalliques en raison de sa résistance et d’autres propriétés physiques. Alors que vous pouvez faire tourner d’autres métaux sur des bobines de filaments et les utiliser plus ou moins comme des matériaux d’impression 3D traditionnels tels que le PLA ou l’ABS, le titane nécessite un équipement d’impression 3D différent. Plus précisément, le titane nécessite des lasers.
Oui, vous avez bien lu : le titane est un métal dans un sens plus que littéral. Pour organiser des projets d’impression 3D en titane, vous devez utiliser un processus de fabrication de métal additif appelé frittage direct de métal.
Le processus de conception n’est pas différent de celui de votre programme de dessin assisté par ordinateur habituel. En fait, vous pouvez utiliser n’importe quel programme de conception 3D qui vous convient tant qu’il est compatible avec l’imprimante 3D en titane – et la plupart le sont. La plupart des imprimantes 3D en titane acceptent les mêmes extensions de fichier de conception que les imprimantes 3D standard, donc la seule partie dont vous devez vous soucier ici est de faire en sorte que votre conception corresponde à votre imagination.
Mais c’est ici que l’impression 3D emprunte une voie différente de celle de vos créations thermoplastiques traditionnelles. En raison de ses propriétés, l’impression 3D en titane nécessite un type d’imprimante spécifique appelé machine DMLS. Bien que ce type de machine effectue le même type de travail et produise le même type de produit 3D que la fabrication de filaments fondus et la modélisation de dépôt fondu, il y parvient d’une manière différente qui nécessite que la conception soit téléchargée dans la machine elle-même au lieu d’accrocher le machine sur votre ordinateur pour transférer le fichier.
Après avoir obtenu votre ensemble de conception et chargé dans la machine DMLS, la machine utilisera un laser optique puissant pour faire le bâtiment. Ce laser tire dans une chambre spéciale sur la machine DMLS qui. Dans cette chambre se trouve une plate-forme qui distribue le matériau de construction – dans ce cas, la poudre de titane – en couches ; fondamentalement, le laser fait fondre la poudre en un liquide qui est ensuite façonné en couches par la lame. Cela vous semble compliqué ? C’est l’un des types de processus de fabrication additive les plus complexes, mais la bonne nouvelle est qu’une fois la conception finalisée et introduite dans la machine, le DMLS fait tout le reste.
Certaines imprimantes 3D en titane utilisent une variante du processus DMLS appelée transfert de faisceau d’électrons (EBM), qui est très similaire mais utilise un faisceau concentré d’électrons au lieu d’un laser. Les deux procédés utilisent un processus de fusion localisée (c’est à cela que sert l’énergie focalisée des lasers et/ou des électrons) qui transforme le titane d’une poudre en un solide qui peut être manipulé en couches qui sont facilement façonnées et adhèrent les unes aux autres. La science!
De quel type d’équipement avez-vous besoin pour imprimer en 3D avec du titane ?
Contrairement à quelques autres alliages métalliques, le titane ne peut pas être utilisé comme filament d’impression 3D ordinaire, ce qui signifie que vous avez besoin d’un type d’imprimante spécifique pour utiliser son potentiel d’impression 3D. Vous avez besoin d’une machine DMLS pour effectuer le type spécifique de processus laser-tastique dont nous avons parlé ci-dessus. Et avons-nous mentionné que vous avez également besoin d’un laser ? Cela sera inclus dans la machine DMLS, mais nous utiliserons n’importe quelle excuse pour parler de lasers.
La machine DMLS comprendra également une chambre de construction spécialement calibrée pour gérer le processus DMLS, ce qui signifie qu’elle doit être suffisamment résistante pour contenir des faisceaux d’énergie extrêmement concentrés. Encore une fois, c’est à peu près une donnée automatique avec n’importe quelle machine DMLS que vous achèterez, mais vérifiez la force de la chambre de construction avant d’acheter juste au cas où.
Un autre équipement spécial dont vous aurez besoin pour l’impression 3D en titane est le titane lui-même. Au lieu d’acheter du filament en forme de ficelle par bobine, vous achèterez du titane qui a été broyé en une fine poudre afin que la machine DMLS puisse faire son travail. Ceci est facile à trouver avec l’équipement DMLS, et si vous souhaitez utiliser autre chose que le titane, vous pouvez trouver d’autres alliages métalliques dans le même support prêt pour le DMLS.
Quels sont les avantages de l’impression 3D avec du titane ?
L’impression 3D avec du titane présente de nombreuses fonctionnalités intéressantes. Voici quelques éléments clés à retenir :
- Tout en un seul processus. Bien que l’impression 3D en titane nécessite sa propre machine spécifique, une machine DMLS fait tout sauf concevoir votre produit pour vous. Cela rend l’impression 3D avec du titane idéale pour produire des prototypes et des pièces de test, et si vous avez passé du temps à essayer de faire fonctionner les choses, vous savez combien de temps le prototypage et les tests peuvent vous faire gagner à long terme. Les machines DMLS produisent des objets imprimés en 3D sans aucune exigence d’outillage particulier, vous n’avez donc pas à vous soucier d’équipements ou de processus supplémentaires lorsque vous effectuez votre impression. Et ce n’est pas seulement un gain de temps, mais aussi un contrôle de la raison.
- Niveau de détail. Le processus de DMLS produit les meilleurs détails que vous obtiendrez jamais de l’impression 3D. Les couches sont facilement disposées – le laser (ou faisceau d’électrons) coupe une ligne de matériau beaucoup plus précise que les extrudeuses d’impression 3D traditionnelles, ce qui le rend idéal pour les petits détails qui nécessitent beaucoup de finesse. Vous pouvez ajouter des fioritures à des conceptions qui n’auraient autrement pas été en mesure de prendre en charge ce niveau de structure. Il s’agit d’une excellente nouvelle pour les industries qui comptent sur des pièces de petite et moyenne taille pour être facilement disponibles et précises, comme les constructions dentaires, médicales et aérospatiales.
- Facilité de production de prototypes. Mais vous n’avez pas besoin d’être astronaute pour profiter des avantages de l’impression 3D. Si vous avez besoin d’une sorte de réplication pour essayer de la déchirer en lambeaux, l’impression 3D avec du titane rend cela rentable et, osons le dire, facile. Vous ne pourrez pas imprimer à l’échelle industrielle, mais ce que vous pourrez imprimer sera exactement ce dont vous avez besoin pour voir si quelque chose doit être ajusté avant d’imprimer la vraie affaire. Cela vous fera économiser tellement de temps et d’argent que vous vous demanderez pourquoi vous n’avez pas ajouté cette étape à votre routine plus tôt.
Quels sont les inconvénients de l’impression 3D avec du titane ?
Bien qu’il s’agisse d’un excellent processus qui peut grandement bénéficier à votre impression 3D, l’impression 3D en titane n’est pas sans inconvénients. Nous en discutons ici afin que vous puissiez déterminer si l’un d’entre eux remplace les bonnes parties pour vous.
- Coût. Nous listons cela comme un inconvénient pour un bon nombre d’imprimantes 3D et de nouvelles innovations dans le domaine, mais la plupart d’entre elles sont relatives les unes aux autres. En règle générale, l’impression 3D est assez chère. Cependant, nous devons souligner que l’impression 3D avec du titane ne l’est absolument pas. Quand nous disons que c’est cher, nous voulons dire qu’une machine DMLS vous coûtera plus qu’une voiture de niveau intermédiaire – à partir d’environ 25 000 $ pour un débutant. « C’est objectivement trop d’argent pour quelque chose dont vous n’êtes pas sûr d’avoir besoin ou d’aimer utiliser, donc à moins que vous ne soyez certain que vous allez imprimer en 3D en titane suffisamment pour justifier cette disposition de trésorerie, réfléchissez très bien à l’achat du vôtre. mettre en place. Bien sûr, le bon côté de cela est que les machines DMLS sont autonomes, ce qui signifie qu’une fois que vous avez acheté la configuration initiale, vous êtes prêt jusqu’à ce que vous ayez besoin de plus de matériau en titane pour imprimer.
- Taille d’impression. Un compromis pour les détails exquis que vous pouvez obtenir en impression 3D avec du titane est que vous ne pouvez pas les agrandir à une plus grande taille. Les machines DMLS n’ont que suffisamment d’espace pour imprimer des objets de petite à moyenne taille, c’est pourquoi elles sont si parfaites pour les pièces qui ont besoin de précision. Mais si vous cherchez à imprimer en 3D des structures massives, vous aurez plus de chance avec des imprimantes plus traditionnelles spécialement conçues avec de grands lits d’imprimante.
- Erreurs sur l’axe Z. En raison de la façon dont les machines DMLS manipulent les couches, il est plus facile d’afficher des erreurs dans l’axe Z qu’avec les extrudeuses d’imprimantes 3D traditionnelles. La technologie, bien qu’excellente pour garder l’attention sur les détails des X et des Y, n’est pas assez raffinée pour être parfaite, et une petite incertitude sur le mouvement de la hauteur de la couche est la façon la plus évidente de se manifester. Cependant, cela peut être résolu par un processus de conception minutieux et en gardant un œil sur la machine DMLS pendant qu’elle imprime ; si vous voyez que quelque chose commence à mal tourner, arrêtez l’imprimante et réajustez.
- Pas de pause et sauvegarde de la mécanique. La classe la plus intelligente des extrudeuses d’impression 3D traditionnelles vous permet de faire une pause au milieu de votre travail, volontairement ou non, et de revenir au reste plus tard au même endroit sans que vous ayez à ajuster beaucoup ou quoi que ce soit. Mais encore une fois, ces lasers doux qui nous permettent de savoir combien de rides nous pouvons ajouter à notre figurine 3D de sorcier intemporel, ou à quel point nous pouvons fabriquer les engrenages d’une nouvelle fraise dentaire, n’ont pas de mécanisme de pause qui vous permet d’obtenir votre impression 3D en titane réalisée en plusieurs temps. Assurez-vous que votre temps et votre source d’alimentation sont à la fois impeccables et capables de suivre tout le processus dont vous avez besoin pour votre objet.
- Imperfections superficielles. Le titane est généralement un alliage lisse avec lequel travailler, mais comme les machines DMLS impriment avec une telle précision, il peut être difficile de remarquer une petite imperfection de surface qui causera des problèmes plus tard dans la chaîne si vous imprimez en 3D du titane comme première étape. un processus de fabrication en plusieurs étapes. Cela ne signifie pas nécessairement que vous devez réimprimer, surtout si l’imperfection est suffisamment petite dans la zone. Vous pouvez simplement les polir, nous le promettons.
- Conversion de format de fichier. Bien que vous puissiez concevoir votre objet imprimé en 3D sur n’importe quel programme de dessin assisté par ordinateur avec lequel vous êtes le plus à l’aise, les machines DMLS doivent convertir ce fichier en sa propre extension, ce qui est une étape supplémentaire qui peut vous rendre impatient mais qui est nécessaire. Et cela signifie également que vous ne pouvez pas modifier le fichier de conception à la volée. Un bon conseil en général pour l’impression 3D avec du titane est de vous assurer que vous êtes sûr à 100% de votre conception avant d’imprimer. Cela réduira les chances que vous ayez à faire face aux problèmes dont nous avons parlé ci-dessus.
Quel est le verdict sur l’impression 3D avec du titane ?
Si vous pouvez dépasser les énormes coûts de démarrage pour acheter votre propre machine DMLS, ou si vous pouvez louer du temps sur celui de quelqu’un d’autre, l’impression 3D en titane présente de nombreux avantages. Ils proviennent du matériau lui-même – sa résistance, son lustre, sa capacité à conduire l’électricité – et du processus DMLS, qui utilise une méthode d’extrusion non traditionnelle qui vous permet d’imprimer d’excellents détails.
Si vous êtes dans le secteur de la fabrication de petites et moyennes pièces pour des instruments délicats, ou si vous êtes dans une industrie qui repose fortement sur le prototypage, vous devriez envisager l’impression 3D avec du titane. Les processus autonomes et le niveau de travail que vous pouvez obtenir des machines DMLS en valent la peine si vous avez besoin de mettre à niveau votre imprimante 3D.
