Des pièces métalliques imprimées en 3D à partir d'un micro-ondes ? Virtual Foundry dévoile une nouvelle méthode

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Le fabricant de filaments métalliques The Virtual Foundry a introduit une nouvelle méthode de déliantage et de frittage des pièces : la fabrication de filaments fondus (FFF) imprimée en 3D à partir d'alliages.

Encore à un stade de développement, la technologie de frittage des métaux par micro-ondes de The Virtual Foundry consiste à utiliser un micro-ondes commercial au lieu d'un four ou d'un four pour chauffer à plusieurs reprises les impressions à l'intérieur d'un creuset. Bien qu'il n'ait été testé jusqu'à présent que sur le filamet en aluminium 6061 de l'entreprise, on pense que le processus pourrait bientôt offrir aux fabricants un moyen plus rapide et moins coûteux de délianter et de fritter les pièces métalliques.

"Depuis le début, notre quête a été de démocratiser l'impression 3D métal", déclare Bradley Woods, PDG de The Virtual Foundry. "L'avènement d'un processus de frittage par micro-ondes pour les impressions 3D métalliques est un énorme changement dans l'élan de ce mouvement."

Démocratiser l'impression 3D métal

Créée pour rendre l'impression 3D métallique plus accessible, The Virtual Foundry a été l'une des premières à apporter des alliages exploitables à l'espace Fused Filament Fabrication (FFF) avec ses matériaux d'impression 3D Filamet. Chacun d'entre eux peut être imprimé à l'aide de n'importe quel système FFF à matériau ouvert dans des pièces infusées d'alliage, qui peuvent ensuite être post-traitées en objets métalliques entièrement denses à l'aide d'un four.

La gamme Filamet de Virtual Foundry comprend tout, du cuivre et du fer aux matériaux en acier inoxydable 316L et Inconel 718, qui peuvent tous être frittés à haute densité. Ailleurs dans son portefeuille, la société commercialise également l'imprimante 3D Virtual Foundry Metal et trois fours de frittage Virtual Foundry, mais conformément à sa philosophie ouverte, ses matériaux peuvent également être utilisés avec la plupart des équipements de déliantage et de frittage.

Dans la pratique, l'entreprise a travaillé avec des sociétés comme la NASA, Mitsubishi et le Département américain de l'énergie pour piloter l'application de ses technologies, qui continuent de gagner du terrain dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de l'armée et de l'éducation.

La société continue également de développer son portefeuille de matériaux, en lançant Rapid 3DShield Tungsten plus tôt cette année, un filament de protection contre les radiations à base de tungstène. De même, The Virtual Foundry a récemment introduit un kit d'évaluation d'impression 3D métal FFF, qui contient tout ce dont les nouveaux adoptants d'impression 3D métal ont besoin pour produire des échantillons avant de les renvoyer à l'entreprise pour le frittage et l'expédition.

Technologie de frittage des métaux par micro-ondes

Comme les utilisateurs d'imprimantes 3D à jet de liant le savent déjà, les pièces renforcées avec du liant doivent passer par un processus de déliantage et de frittage avant de pouvoir entrer dans l'utilisation finale. À l'heure actuelle, cela tend à impliquer l'enfouissement des impressions à l'intérieur d'un ballast réfractaire dans un creuset, qui est ensuite placé à l'intérieur d'un four ou d'une étuve et chauffé jusqu'à ce que le liant soit brûlé.

Bien que les flux de travail conventionnels permettent le post-traitement de pièces métalliques imprimées en 3D avec un haut degré de répétabilité, The Virtual Foundry a maintenant commencé à développer une nouvelle approche plus accessible. Au lieu de s'appuyer sur un four, la technique de l'entreprise consiste à insérer des pièces enfermées dans un creuset chargé d'éléments chauffants dans un four à micro-ondes.

Fabriqués à partir d'un matériau réfractaire standard recouvert de carbure de silicium, ces « fours à micro-ondes » sont conçus pour agir comme le manchon en carton autour d'une Hot Pocket. Une fois que les utilisateurs ont calibré leur micro-ondes, afin qu'ils comprennent les températures qu'il peut atteindre, The Virtual Foundry dit qu'ils peuvent le déployer pour chauffer leur creuset, et sa teneur en carbure de silicium concentrera efficacement l'énergie thermique sur les pièces à l'intérieur.

Alors que l'entreprise a été ouverte sur la technologie restant dans une phase expérimentale, elle a partagé les résultats de tests initiaux encourageants. Jusqu'à présent, le bricoleur « Highball » a réussi à évaluer un micro-ondes de 600 W et à utiliser la technique pour post-traiter des pièces en aluminium avec plus ou moins de succès. Dans la dernière vidéo de l'ingénieur, il a déclaré que certains "points chauds sérieux" devaient encore être traités, potentiellement en raison de la taille de ses collecteurs de chaleur, mais la technologie semble progresser.

Le traitement réussi de l'aluminium par Highball est également important, car l'alliage nécessite traditionnellement l'utilisation de carbone de frittage ou l'apport de certains gaz pendant le frittage en raison de sa réactivité avec l'oxygène. Avec plus de R&D, l'ingénieur affirme que le frittage par micro-ondes pourrait être utilisé pour traiter d'autres alliages réactifs difficiles, tels que le titane, sans avoir à tenir compte de l'oxydation.

Pour en savoir plus sur les progrès réalisés par The Virtual Foundry avec sa technologie de frittage de métaux par micro-ondes, les lecteurs peuvent se rendre sur la chaîne YouTube de Highball.

Adopter les métaux dans l'impression 3D FFF

Bien que The Virtual Foundry reste un innovateur de l'impression 3D FFF, ce n'est pas la seule entreprise opérant dans cet espace. Lancé en juin 2022, le kit d'extension métallique d'Ultimaker est conçu pour fournir aux utilisateurs d'Ultimaker S5 le logiciel, les fonctionnalités et les connaissances nécessaires pour maximiser l'efficacité des processus et supprimer tout goulot d'étranglement dans leurs flux de travail.

Les nouveaux venus dans l'impression 3D FFF en métal comme Fuselab sont également entrés sur le marché, la société présentant son imprimante 3D FL300M fin 2021. L'unité est équipée d'une extrudeuse rotative brevetée, censée minimiser le risque de défaillance du filament et de sous-extrusion en augmentant les points de contact entre le filament et le système d'entraînement de la buse.

L'année dernière, les matériaux Ultrafuse de BASF ont également été qualifiés pour les systèmes MakerBot et XYZprinting. Cette décision a permis aux utilisateurs de METHOD et de PartPro300 xT de traiter respectivement l'acier inoxydable Ultrafuse 316L et le PET/PAHT CF15.

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L'image présentée montre un échantillon de test de métal fritté par micro-ondes. Photo via Highball.

Paul est diplômé en histoire et en journalisme et se passionne pour la découverte des dernières nouveautés technologiques.