Pièces sous le feu

Deux pièces d'essai en PA12, fabriquées par fusion sélective par laser : à gauche après irradiation avec du granulé de plastique, à droite sans traitement par rayonnement. © Fraunhofer IPA/Photo : Mark Becker

Jusqu'à présent, on se fiait à des expériences pour déterminer la meilleure façon d'irrader les surfaces des pièces fabriquées par additive. Cependant, le Fraunhofer IPA et la Microstrahltechnik-Vertriebs GmbH ont récemment clarifié, dans le cadre d'une expérience scientifique, quel média de projection et quels paramètres de processus conviennent le mieux à un matériau spécifique.

Lorsque des pièces en plastique fabriquées par impression 3D sortent du procédé, elles semblent souvent grossières et inachevées. Elles sont rugueuses, avec des traces de couches visibles, et lors de la frittage laser, des résidus de poudre adhèrent à leur surface. Pour nettoyer ces pièces et lisser leurs surfaces, on utilise la technique de projection, en particulier la projection à air comprimé. Un média de projection solide, généralement à base minérale, métallique ou synthétique, est accéléré par de l'air comprimé et dirigé vers la surface de la pièce pour la traiter. Le média de projection le plus adapté à chaque matériau et les paramètres de processus permettant d'obtenir les meilleurs résultats dépendaient jusqu'à présent de l'expérience des opérateurs.

Mais maintenant, Mark Becker du Centre pour la production additive (ZAP) de l'Institut Fraunhofer pour la technologie de production et l'automatisation IPA, en étroite collaboration avec MST Microstrahltechnik-Vertriebs GmbH de Reutlingen, a clarifié cette question dans le cadre d'une expérience scientifique. Pour cela, les partenaires de recherche ont d'abord fabriqué des pièces d'essai à partir des trois thermoplastiques Polylactide (PLA), Polyamide (PA12) et Polyétheréthercétone (PEEK), qui sont pertinents dans différents segments de produits pour la fabrication additive. Ensuite, ces pièces d'essai ont été traitées de manière automatisée à l'IPA et manuellement chez MST avec du bris de verre, des granulats plastiques, des billes en céramique ou le minéral corindon.

Connaître la bonne méthode de projection vaut de l'argent

Avant et après le traitement par projection, la rugosité des pièces d'essai a été mesurée. Il en est ressorti, par exemple, que les pièces en PLA présentent une amélioration de surface notable lorsqu'elles ont été traitées avec du bris de verre. De plus, il a été démontré que le processus de projection automatisé produit des surfaces plus uniformes et plus lisses que le traitement manuel.

La connaissance de la bonne méthode de projection vaut de l'argent. D'une part, les coûts des matériaux varient selon le média de projection, et d'autre part, selon le procédé d'impression, les pièces nécessitent plus ou moins urgemment un traitement par projection. « Surtout avec le plastique haute température PEEK, très demandé en médecine, un mauvais choix de média de projection peut coûter cher », explique Becker. « Ce matériau est assez coûteux et difficile à imprimer. Il est donc particulièrement frustrant de rendre la pièce inutilisable lors du traitement par projection par erreur. »