Qu'est-ce que le jet de liant
Binder Jetting est un processus de fabrication additive professionnel, dans ce processus, les matériaux liants sont déposés sur un lit de poudre de manière sélective, afin de lier ces zones de poudre ensemble et de former une couche solide en même temps. Les matériaux en poudre couramment utilisés dans le jet de liant sont le métal et la céramique. Le jet de liant est appliqué dans diverses applications, y compris prototypes en couleur, pièces métalliques à faible coût. Nous devons comprendre le mécanisme de base de ce processus avec ses principaux avantages et limites, afin d'appliquer pleinement ses capacités.
Comment fonctionne le jet de liant
Procédé de fabrication par projection de liant :
- Une fine couche de poudre sera étalée sur la plateforme de fabrication.
- Les buses à jet d'encre passeront et déposeront des agents liants sur une zone sélective, afin de lier les particules de poudre ensemble. La taille des gouttes est de près de 80 microns. Dans le jet de liant en couleur, l'encre de couleur doit également être déposée à cette étape.
- Une fois qu'une couche est solidifiée, la plate-forme de construction descendra avec une hauteur de couche. Ensuite, une nouvelle couche de poudre sera étalée sur la surface. Répétez cette étape jusqu'à ce que toute la pièce soit terminée.
- Une fois terminées, les pièces imprimées seront laissées durcir et gagner en résistance dans la poudre. Après cela, les pièces seront retirées du bac à poudre et nettoyées à l'air comprimé.
Un post-traitement est nécessaire pour différents matériaux. Les pièces de jet de liant métallique doivent être frittées, traitées ou infiltrées avec du métal à basse température de fusion. Les prototypes en couleur sont infiltrés d'acrylique pour améliorer l'apparence de la couleur. Après impression, ces pièces sont à l'état vert avec de mauvaises propriétés mécaniques et une forte porosité.
Caractéristiques du jet de liant
Paramètre de machine d'impression
Dans Binder Jetting, la plupart des paramètres d'impression sont définis par les fabricants de machines. La hauteur de couche typique pour les pièces métalliques est de 50 microns et de 100 microns pour les modèles en couleur. Comme le jet de liant fonctionne à température ambiante, il n'y a pas d'effet thermique de distorsions dimensionnelles comme le gauchissement ou le gondolage. Le jet de liant peut produire la plus grande taille comparé à d'autres technologies, il peut également produire plusieurs pièces à la fois. En raison des limitations de post-traitement, nous recommandons que la taille maximale soit inférieure à 50 mm.
De plus, Binder Jetting est capable de fonctionner sans structure de support, la poudre environnante fournira le support nécessaire, qui est similaire à SLS. Cela peut encourager la liberté de création de structures métalliques avec peu de restrictions géométriques. La précision dimensionnelle peut être atteinte dans l'étape de post-traitement.
Dans le processus Binder Jetting, les pièces ne sont pas attachées à la plate-forme de construction. Ainsi, toute la zone de construction peut être utilisée, elle est plus adaptée à la production à faible et moyen volume. Nous devrions considérer la manière efficace de remplir tout le volume de construction, afin de tirer parti de toutes ses capacités.
Jet de liant en couleur
Le jet de liant est largement utilisé pour les pièces 3D en couleur, en raison de son faible coût. Les pièces en couleur sont toujours imprimées avec de la poudre de PMMA, la chaleur d'impression principale projette d'abord le liant, tandis que la tête d'impression secondaire projette l'encre de couleur. Différentes couleurs d'encre peuvent être combinées dans différentes gammes de couleurs.
Après le processus d'impression, nous devons également enduire la surface des pièces avec de la colle ou un infiltrant, afin d'améliorer l'éclat des couleurs et d'améliorer la résistance des pièces. Ensuite, la couche d'époxy secondaire doit être ajoutée pour améliorer encore la résistance et l'apparence de la couleur. Les pièces de jet de liant en couleur sont très fragiles, nous recommandons que ces pièces ne conviennent pas aux applications fonctionnelles.
Jet de liant métallique
Le jet de liant métallique est le procédé d'impression 3D métallique le plus économique. De plus, il peut produire des pièces de grande taille sans structures de support, ce qui permet la production de géométries complexes. Le jet de liant métallique est la technologie la plus attrayante pour la production de métal à faible et moyen volume. En raison des propriétés mécaniques des pièces Binder Jetting, ces pièces ne sont pas adaptées aux applications haut de gamme. Cependant, leurs propriétés matérielles sont égales à celles des pièces métalliques moulées par injection.
Infiltration & frittage
Comme dans le jet de liant métallique, les pièces imprimées sont constituées de particules métalliques et de matériaux polymères. Ces pièces doivent être post-traitées pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques après impression, ces post-traitements incluant l'infiltration et le frittage.
Infiltration: Placer les pièces imprimées dans un four, brûler les matériaux liants. Ensuite, le bronze est utilisé pour infiltrer les vides par capillarité, afin d'obtenir des pièces à faible porosité et de bonne résistance.
Frittage: Placez les pièces imprimées dans un four à haute température, brûlez les matériaux liants et frittez les particules métalliques pour les lier ensemble, afin d'obtenir des pièces à très faible porosité.
Caractéristiques du jet de liant métallique
Précision et tolérance sont difficiles à prévoir, ce qui dépend normalement du modèle et des géométries. Les dimensions des pièces sont compensées pour le retrait par le logiciel, mais le retrait non uniforme est un problème. Le post-traitement donnera également lieu à des inexactitudes. La déformation se produira une fois que les pièces seront chauffées à haute température et à l'état mou. De plus, le gauchissement se produira une fois que la fiction entre la plaque et la surface de la pièce augmentera considérablement en retrait.
Les pièces frittées ou infiltrées par jet de liant ont une porosité interne, ce qui affectera leurs propriétés mécaniques finales. En raison des vides qui créent une crémaillère, la résistance à la fatigue, la résistance à la rupture et l'allongement sont grandement affectés. Pour une application avec des performances mécaniques critiques, nous recommandons DMLS. Cependant, les pièces Binder Jetting ont une meilleure rugosité de surface que le DMLS, la rugosité de surface est de 6 microns après post-traitement, nous la réduisons à 3 microns avec un microbillage.
Matériaux de projection de liant
La poudre de jet de liant a une gamme limitée de matériaux, toutes les poudres non liées sont recyclées.
| Matériaux | Avantage | Désavantage |
| Acier inoxydable (infiltré) | Bonnes propriétés mécaniques Peut être usiné | Porosité interne 10% |
| Acier inoxydable (fritté) | Excellentes propriétés mécaniquesHaute résistance à la corrosion | Porosité interne 3% |
| Alliage Inconel (fritté) | Excellentes propriétés mécaniquesExcellente résistance à la températureHaute résistance chimique | |
| Carbure de tungstène (fritté) | Haute dureté |
Avantages du jet de liant & Limites
Avantages du jet de liant :
- Le jet de liant coûte moins cher que le DMLS.
- Le jet de liant peut produire de grandes pièces avec des géométries complexes.
- Il est excellent pour la production à faible ou moyen volume.
Limitations du jet de liant :
- Les pièces de Binder Jetting ont des propriétés mécaniques inférieures à celles des pièces DMLS.
- Le jet de liant ne peut pas créer de détails très fins, car les pièces à l'état vert sont très fragiles.
- Le jet de liant a une sélection de matériaux limitée.