Poudres métalliques dédiées à la fabrication additive

Multistation propose sur stock différents types de poudres métalliques spécifiquement dédiées aux divers procédés de fabrication additive métal , principalement la fusion laser:
• Inox : 316L, 17-4PH, 15-5PH, 1.2709
• Base nickel : IN625,IN718, IN939, Hastelloy X
• Base cobalt : CoCr, SLM MediDent
• Alliages titane : Titane pur, Ti6Al4V, Ti6Al7Nb
• Alliage d’aluminium : AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi12, AlSi9Cu3, AlMg4,5Mn0,4

L’offre de poudres étant en pleine évolution, nous faisons le choix de proposer  non seulement les poudres sélectionnées par les constructeurs de machines mais aussi  en provenance de différents producteurs de poudres reconnus dans le domaine additif ; nous conseillons les utilisateurs  pour la définition de leur cahier des charges poudres et sur les moyens de caractérisation pour le contrôle de la qualité de la poudre avant fabrication de la pièce: diffractomètre des rayons X, granulomètre laser, pycnomètre, microscope électronique à balayage, hall flowmeter. Ces poudres  peuvent faire l’objet d’une validation auprès d’utilisateurs partenaires.

L’expertise de Multistation dans le domaine de la fabrication additive, est mise au service des utilisateurs afin de mieux appréhender les phénomènes physiques et thermiques liés au procédé (interaction laser/matière, solidification, refroidissement..). 

Questions/réponses

Quelles méthodes de fabrication des poudres FAM?

• Atomisation gaz (Argon, Azote)
• Atomisation Plasma
• Atomisation à électrode tournante

Pourquoi une poudre sphérique pour les procédés lit de poudre ?

• Augmenter la densité des particules
• Accroître la densité tassée et la compacité du lit de poudre
• Améliorer l’aptitude à l’écoulement de la poudre

Comment caractériser la microstructure des poudres ?

• Observation de la morphologie par Microscope Electronique à Balayage
• Vérification de la composition chimique: analyse élémentaire (EDS, fluorescence X), ICP
• Détermination de la distribution granulométrique : tamisage, granulomètre laser
• Aptitude à l’écoulement: Hall Flowmeter, FreemanFT4

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1) Les procédés d’atomisations 

Les procédés d’atomisation (atomisation à l’eau, à gaz, au plasma, à l’électrode tournante) permettent de fabriquer des poudres métalliques.
Les techniques les plus utilisées pour l’élaboration des poudres métalliques destinées à la fabrication additive sont le procédé d’atomisation à gaz (Argon ou Azote) et la technologie d’atomisation au plasma.

 COMPARATIF PROCÉDÉS ATOMISATION

2) Le test de coulabilité

Le test de coulabilité est une méthode de mesure permettant de définir l’aptitude à l’écoulement d’une poudre.  Pour les poudres métalliques, le test est réalisé par le Hall Flow et le Carney flow.
Le test consiste à mesurer le temps nécessaire à l’écoulement d’une petite quantité de poudre métallique (ex : 50 g) à travers un orifice calibré selon des normes. 
Dans le domaine de la fabrication additive, ce paramètre impacte la mise en couche du lit de poudre ainsi que sa densité. Le test de coulabilité permet donc d’assurer le bon étalement des couches lors des procédés lit de poudre.

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Rappelons que Multistation propose une gamme de solutions pour la fabrication additive métal :

1- Logiciels de design pour la fabrication additive métal, optimisation topologique, génération de structures lattices, simulation des procédé

2- Poudres

3- Gamme de procédés  complémentaires :  fusion laser (SLM), EBM, projection de poudre (LMD) ou de fil…

4- Post-traitement par usinage 5 axes, polissage…

5- Contrôle par tomographie numérique

6- Maintenance et formation HSE

3) L’analyse granulométrique d’une poudre

L’analyse granulométrique d’une poudre permet de mesurer la répartition de la taille des particules. Cette caractéristique est directement liée aux autres propriétés de la poudre telle que la coulabilité.
Les méthodes utilisées pour la mesure de cette caractéristique suivent des normes strictes afin d’assurer la reproductibilité des mesure. Ces méthodes sont: le tamisage selon la norme ASTM B 214 et la diffraction laser selon la norme ASTM B 822.
En fabrication additive, le choix de la distribution granulométrique (5-25µm, 15-45µm, 20,60µm ou 50-100µm..) dépend du procédé (SLM, DMD..) ainsi que de la machine utilisée.

Multistation propose des granulomètres vous permettant de vérifier que la poudre que vous utilisez est conforme à vos attentes et vos applications.

4) De l’oxygène dans la poudre

Le contrôle du taux d’oxygène des poudres métalliques utilisées dans le procédé de fusion laser SLM est une étape primordiale lors de la caractérisation des poudres.  En effet , pour un métal  et une application donnés, la structure de la poudre doit respecter un taux d’oxygène fixé, car ce facteur influence  les propriétés mécaniques de la  pièce obtenue,  comme sa résistance à la traction ou  sa ductilité.

L’analyseur de l’oxygène est un équipement de mesure de la teneur en oxygène d’une poudre.
L’échantillon de poudre (1g) est placé dans un creuset en graphie puis dans un four à haute température. L’oxygène libéré lors de la fusion réagit avec le carbone du graphite pour former du monoxyde de carbone CO et dioxyde de carbone CO2. Un capteur infrarouge non dispersive (NDIR) détecte l’oxygène présent dans le CO et CO2,,  c’est une méthode rapide, simple et précise. Pour toutes informations