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Frittage Sélectif par Laser, on vous explique tout !

Pour quelques-uns l’impression 3D reste un mythe mais cette nouvelle technologie est déjà une révolution depuis les années 1980. Alors qu’elle compte plusieurs procédés ayant comme point commun la fabrication additive d’un objet, l’impression 3D reste difficile à appréhender. Chez 3Dnatives, on vous explique tout avec aujourd’hui un dossier dédié au Frittage Sélectif par Laser.

Il existe plusieurs procédés et une grande variété d’imprimantes, tous adaptés à des besoins différents. Dans cet article on s’intéresse à la technologie dites de Frittage Sélectif par Laser développée par le Dr. Carl Deckard, et brevetée chez DTM Corporation (actuellement 3D Systems) à Austin, USA.

Frittage Sélectif par Laser

Une photo du premier prototype d’imprimante SLS datant de 1986.

Cette technique, connue en anglais sous le nom de ®SLS (selective laser sintering), permet d’imprimer des objets fonctionnels sans avoir recours à un liant intermédiaire ou à une éventuelle étape d’assemblage.

Avant l’impression, l’objet est conçu à partir d’un logiciel de CAO (CATIA, SolidWorks, ProEngineer par exemple) pour être envoyé à l’imprimante au format numérique. Ensuite, l’impression se fait couche par couche, à partir de poudres fusionnées, grâce à la température générée par un laser CO2.

Initialement, un premier conteneur est rempli du matériel en poudre (celui de gauche sur le schéma ci-dessus) tandis qu’un second conteneur reste vide (celui de droite sur le schéma). Les deux conteneurs possèdent chacun un piston, positionné vers le bas pour le conteneur plein et vers le haut, au niveau de la surface de la table, pour le conteneur vide. Le procédé commence par la déposition d’une couche fine de poudre (de l’ordre de 0,1 mm).

SLS_1

À chaque aller retour, le premier piston se lève tandis que le second piston se baisse d’un cran égal à l’épaisseur de la couche (1). Deuxième étape, un rouleau passe sur la poudre et dépose une fine couche sur le deuxième conteneur (2). La couche déposée est balayée par le faisceau laser qui provoque la fusion puis la consolidation de la poudre (3). Les étapes sont répétées jusqu’à obtenir la pièce solide en 3D identique au fichier CAO d’origine (4).

Une vidéo pour mieux visualiser le procédé (en anglais):

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Appareillages dentaires issus de la technologie SLS // Copyright EOS

Cette technologie rend possible la fabrication d’objets à partir d’une large gamme de matériaux, dont des métaux (titane, acier et alliages) et des polymères. Elle respecte les plus hautes exigences des matériaux comme la résistance mécanique et la résistance chimique à la température, permettant l’obtention de pièces totalement fonctionnelles. De plus, ce procédé permet de générer des pièces coloriables et sans contrainte de forme du fait de l’absence de support. Un haut niveau de qualité du produit est atteint tandis qu’on observe une grande stabilité lors du processus de fabrication.

En conséquence, le Frittage Sélectif par Laser est utilisé, non seulement dans l’industrie du design mais également dans l’automobile, l’aéronautique et le génie biomédicale (les objets imprimés pouvant être bio-compatibles). Les deux grands fabricants d’imprimantes utilisant le frittage sélective par laser sont 3D Systems et EOS GmbH, chacun proposant un large choix d’imprimantes.

Ci-dessous, une vidéo de General Motors, en partenariat avec 3D Systems, où l’intérêt du SLS dans l’industrie automobile est expliqué (en anglais):

Fun Fact: Un procédé similaire a été inventé par R.F. Housholder qui a breveté le concept dès 1979, mais qui n’a jamais été commercialisé.

Image à la Une: © Copyright Econolyst

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